植物基因组DNA提取方法比较

植物DNA的提取和纯化是植物基因工程研究的基础操作。实施分子标记、基因图谱、基因指纹图谱、基因文库构建、遗传多态性分析、DNA重组、RAPD(随机引物多态性DNA)、RFLP(限制性酶多态性)、基因分离及遗传转化和鉴定等都以提取DNA为前提。

目前,对从植物组织中提取DNA方法的要求是:简便、有效、快捷以及经济。与动物组织相比,植物组织含有较多的多糖和其他次生代谢产物(酚、酯、萜、色素等),这给高质量的DNA提取带来较多的困难。尤其是多糖成分是影响DNA纯度最常见的问题。如何做到既去除这些污染物又能相对保持高的产量,并且能简捷有效地提纯,一直是植物生物技术研究者探索的问题。一般陆地植物的DNA提取方法已经非常成熟,常见的有传统的CTAB法、SDS法等。

目前研究发现的DNA提取方法有很多,其中被应用最为广泛的DNA提取方法有传统的十六烷基三乙基溴化铵(CTAB)法和SDS法。但是由于不同植物的材料组分各异,而植物其自身所含的多糖、蛋白质、酚类物质也各有不同,相同的物质浓度也会出现偏差,就使这些模式植物的DNA提取方法对不同植物DNA的提取并没有达到预期效果。相同的提取方法并不适合所有的植物,不同的植物最适合的提取方法也不同。许多学者一直都在不断地探索着不同的DNA提取方法,研究新的方法,并针对不同的植物,在传统的提取方法上进行一些新的改良。

例如像红树植物因其富含单宁而出名,其细胞壁含有大量的单宁和多糖等物质。单宁是一种能与蛋白质和其他化合物形成交联能力的酚化合物,核酸提取过程中,大量的单宁能与蛋白质结合,而且单宁与生物碱和多糖也可发生跟单宁与蛋白质结合相似的复合反应,而大量多糖的存在,能与DNA形成共沉淀,从而影响了核酸的纯度。传统的核酸提取方法无法满足所有种类植物核酸的提取,需要研究者对不同的样本进行摸索,从而找到最适合自己样本的核酸提取方法。

几种传统植物DNA提取方法的比较:

方法

CTAB法

SDS法

高盐低PH法

提取的大体步骤

以CTAB为去污剂,并加提取缓冲液中β-巯基来控制酚类物质的氧化褐变及DNA的降解。增加氯仿/异戊醇除蛋白质,最后用乙醇沉淀DNA,以除去CTAB

使用SDS作为去污剂,并且用氯仿等有机溶剂去抽提蛋白质和糖类,最后用乙醇或异丙醇来沉淀DNA

以无机盐和异丙醇为所用试剂。在高盐提取缓冲液中加入一定量的β-巯基乙醇可有效去除木本植物中含量较多的酚类物质,提高提取DNA的质量

适用范围

适用范围广,适合绝大多数植物DNA的提取。尤其适用于含酚类及糖类物质较高植物材料。是目前最为常用的提取方法

适用的范围较为广泛,适合小量植物DNA的提取,为较为常用的植物DNA提取方法

适合用于濒临灭绝的濒危物种植物的DNA提取,同时研究发现该方法尤其适合一年生或两年生枝条为材料的植物总DNA提取

方法评价

提取出的DNA含杂质较低,纯度高,含量大。但是实验步骤较为繁琐,实验试剂较为昂贵

与传统的方法相比快速、简便、有效等优点,提取的量较少。但无法充分地除去多糖物质,且提取过程中对DNA的损伤较大

所需材料较少,试剂无毒、操作简便,省时省力,但适用的范围较为狭窄,普遍程度不高

核小体(北京)生物技术有限公司生产的植物基因组DNA快速提取试剂盒采用 DNA 吸附柱和新型独特的溶液系统,适合于从含酚类、多糖类和酶抑制物的植物样品中快速简单地提取基因组 DNA。可在 30 分钟内完成一个或多个 100mg 新鲜或 20mg 干燥的植物样品 DNA 的纯化工作。提取过程不需要用到有毒的酚氯仿等有机物抽提,也不需要用到耗时的异丙醇或乙醇沉淀,并能快速高效地去除多糖类、酚类和酶抑制物等杂质,纯化的 DNA 可直接用于 PCR、酶切和杂交等实验。

 

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