实验方案(Protocols)

植物 DNA 提取实验

简介

植物 DNA 的提取是植物分子生物学和基因工程研究的一种基本的技术,至今已有了数种方法如:CTAB 法、SDS 法、氯化节法、高盐低pH法、果胶酶法等。

原理

1、CTAB 法 

CTAB法即十六烷基三乙基澳化按法,CTAB 是一种阳离子去污剂,它能与核酸形成复合物,这些复合物在低盐溶液中会因溶解度的降低而沉淀,而在高盐溶液中可解离,从而使 DNA 和多糖分开,再用乙醇沉淀 DNA 除去 CTAB。在该法中使用的聚维酮 (PVP) 与多酚结合形成复合物,从而可有效避免多酚类化合物影响 DNA 降解。


2、SDS 法

相比于 CTAB,SDS 法更加方便简单。近年来科研者们提出了利用 SDSTris-Cl-EDTA 直接裂解细胞使其释放出 DNA 的方法,后续的 DNA 纯化过程中通常采用酚/氯仿处理,但对于植物 DNA 纯化不是一个很好的选择,因为酚的使用可降低 DNA 的提取效率和纯度。实验证明,若采用较大的离心力和较长的离心时间,然后用氯仿一异戊醇代替酚来去除变性蛋白质,可以克服由于酚的掺入及残留对以后酶切带来的困难。 


此方法最大的特点是:将 SDS 同时用作细胞膜的去污剂和蛋白质的变性剂,变性的蛋白质通过离心而不是酚抽提除去,使得整个操作过程变得简单快捷,比较温和,1 小时左右就可以获得纯化的植物 DNA。用这种方法得到的 DNA 能直接被限制性内切酶酶解,纯度较高,适用于分子生物学的研究。


3、氯化节法

氯化节法的提取获得率较高。原因可能为氯化节不仅与植物细胞壁上的多糖经基反应生成醚,而且与细胞液中多糖物质的All基反应破坏糖链,有利于 DNA 的释放和提纯。 


4、高盐低pH法

高盐低 pH 法是指以无机盐和异丙烯为提纯试剂提取 DNA 的方法。通常采用的无机盐为低 pH 的醋酸钾,用来沉淀蛋白质。该方法方便省时,所需样品量少。 


5、果胶酶法

这是一种利用果胶酶对植物破碎细胞进行抽提的技术。

操作方法

一种简单实用的提取植物DNA实验

原理

的提取是植物分子生物学和基因工程研究的一种基本的技术,至今已有了数种方法。此方法最大的特点是:将SDS同时用作细胞膜的去污剂和蛋白质的变性剂,变性的蛋白质通过离心而不是酚抽提除去,使得整个操作过程变得简单快捷,比较温和,1小时左右就可以获得纯化的植物DNA。用这种方法得到的DNA能直接被限制性内切酶酶解,纯度较高,适用于分子生物学的研究。本实验的目的是掌握DNA提取的原理和方法。

步骤

一、材料与方法:

1、植物材料:螺旋藻(Spirulina platensis)、水稻(Oryza sativa)和烟草(Nicotianatabacum).

2、试剂和溶液:

(1)20×SSC:3mol·L-1柠檬酸钠,pH8.0:

(2)溶菌酶、10μg·μl-1Rnase、10%SDS(均为Sigma产品);

(3)酚:氯仿:异戊醇=25:24:1

(4)TE:10mmol·L-1Tris-HCL、1mmol·L-1EDTA,pH7.6。

3、提取步骤:

收集对数生长期的螺旋藻细胞,悬浮于5倍体积(v/w)含2mg·mL-1溶菌酶的20×SSC中,室温保持10分钟,偶尔摇动混匀。水稻幼苗和烟草嫩叶在液氮中研磨成粉状后,立即用5倍体积的20×SSC悬浮,并轻轻拌匀。上述悬浮液在冰上先放置3分钟,然后加入10% SDS至终浓度为2%,混匀;继续放置10分钟后,在4℃用11000×g离心15分钟。上清液转移至新的离心管中,并用相同体积的TE稀释,再加入RNase至终浓度为10μg·ml-1,室温放置30分钟。11000×g离心15分钟,所得的DNA沉淀用70%的乙醇洗两次后,真空中抽干或自然干燥,最后溶于适量的TE中。

二、结果与讨论:

利用本方法,从烟草、水稻和螺旋藻中提取了DNA。因为整个过程的操作步骤较少,也较温和,减少了DNA被弄断的机会,所以所得的DNA分子量较大,大部分都比完整的λ噬菌体的DNA(48.5Kb)还大。另外,用此方法所提的DNA的OD260/OD280的比值1.8至1.9之间,并能被限制性内切酶酶切,显示有较好的纯度。

在使用本方法时,须注意下面的几个问题。当20×SSC的悬浮液中加入SDS至2%后,溶液中会出现白色絮状物质,表明蛋白质已经变性,这是本方法的主要特点之一。它通过变性后离心而不是常用的多次酚抽方法,将绝大部分的蛋白质除去。离心所得的上清液,需要用TE稀释,这是因为溶液中的盐浓度较高,如不稀释,RNase就无法起作用;而且在沉淀DNA时,如用乙醇会将溶液中的盐析出,如用异戊醇则形成两相的界面,将溶液中盐的浓度降低后,就解决了这些问题。但是,加大稀释TE的体积,对于DNA的产量并无非常明显的作用,用等体积的TE稀释即可。DNA抽提液经RNase酶解后,再用酚:氯仿:异戊醇抽提一次,用以除去剩余的蛋白质和酶。本方法适用于大量和微量的DNA制备。大量制备时,RNase酶解和酚:氯仿:异戊醇的抽提步骤可以在DNA浓缩一些后再使用,这样就较便于操作,并且节省RNase和酚。通常,用这种方法能从每克新鲜组织中提取到10至15μg的DNA。


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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

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引用本文

阿拉丁科学.《植物 DNA 提取实验》. 阿拉丁知识库,更新于 2024年12月23日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/plant-dna-extraction.html
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