目前,对地黄的研究主要包括地黄药用部分化学成分的分析和药理实验、品种间性状差异、组织培养、病毒研究等方面 [7]。随着分子生物学的蓬勃发展,
目前,对地黄的研究主要包括地黄药用部分化学成分的分析和药理实验、品种间性状差异、组织培养、病毒研究等方面 [7]。随着分子生物学的蓬勃发展,如遗传多样性分析、遗传图谱的构建、抗病基因的分子标记等。许多分子生物学技术应用于地黄,常用技术方法主要包括:分子杂交技术、分子标记技术、基因芯片、基因工程技术、蛋白质分析技术、生物转化技术 [8]。地黄研究中使用的分子标记较多,在进行地黄遗传多样性评价、分类鉴定、指纹图谱等方面,主要用到的基因组DNA分子标记有RAPD、ISSR [9]、ITS [10]、AFLP [11]和SRAP [12]。近年来,SCAR标记、ITS2条形码序列等分子标记应用于地黄的分类和鉴别 [13]。此外,还有对地黄功能基因组的研究,尤其是与次生代谢产物相关的基因,以及进行核心种质资源的构建等等。而开展上述分子生物学研究时,皆是在DNA或者RNA的基础上进行的,其提取方法的优劣将会影响到后续实验的开展。而且,植物细胞有细胞壁,含有很多的糖类、酚类等次级代谢产物。不同植物中的次级代谢产物,其种类和含量也不一样,同一种植物的不同组织器官的次级代谢产物的种类和含量也可能不尽相同,故要获取高质量的DNA存在一定的难度 [14]。对于某个特殊物种的DNA提取方法优化可能并不完全适用于其它物种,孙鹏等摸索出可以适用于地黄不同组织器官的简便、经济的 RNA 提取方法 [15],但对于地黄基因组DNA提取方法优化未见报道,在查阅大量相关文献后,本文介绍了一种改良的CTAB法结合各种实验处理,探索提取地黄基因组DNA效果最佳的条件组合。
1基本原理
十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)法是一种阳离子去污剂,它能与核酸形成复合物,具有从低离子强度溶液中沉淀核酸与酸性多聚糖。在高离子强度的溶液中(>0.7mol/L NaCl),CTAB与蛋白质和多聚糖形成复合物而使DNA和多糖分开,只是不能沉淀核酸。在该法中使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与多酚结合形成复合物,从而可有效避免多酚类化合物介导的DNA降解,以及使用β-巯基乙醇有效防止酚氧化为醌,防止褐化[16]。再通过24:1的氯仿/异戊醇抽提使得蛋白质变性、分层,然后用离心获得含有DNA的上清液,以去除蛋白、多糖、酚类等杂质,加入乙醇沉淀可使核酸分离出来,从而达到提取和分离纯化DNA的目的。
2材料与方法
2.1 实验材料
野生地黄作为本实验材料,取自河南省周口市川汇区,且以上材料来自两个生境,如图A、B,即阳坡(腺毛多)和阴坡(腺毛少),并均为新鲜植株。
图A 阳坡生境 图B 阴坡生境
所用试剂主要有聚乙烯吡咯烷酮 PVP;β-巯基乙醇;Tris 碱;HCl;NaCl;乙二胺四乙酸EDTA;CTAB 药品:十六烷基三甲基溴化铵(上海国药集团化学试剂有限公司生产,Cetyl-trimethyl-Ammonium Bromide);氯仿/异戊醇(24:1);异丙醇;冰乙酸;无水乙醇;TAE电泳缓冲液;以上试剂均为分析纯。
实验器材主要包括离心机、水浴锅、微波炉、移液枪、电泳仪、天平、灭菌锅等,离心管、枪头和研钵等器材均需先高温灭菌处理并烘干。
2.2 DNA 的提取
用 ddH2O配制如下提取液:2%CTAB,1M NaAC,20% HAC(V/V),0.1%PVP;无须灭菌。
(1)称取0.2g左右材料用液氮速冻,轻轻上下捣碎,待液氮即将挥发完时加入少许石英砂,迅速研磨样品至细腻的粉末状,转移到2mL 离心管内。
(2)加入1mL预热的2xCTAB与PVP粉末的混合溶液,以及2μLβ-巯基乙醇,用力振荡1min左右,立即放入65℃水浴锅中保温60min以上,期间,每隔15min取出轻微振荡至溶液均匀。从水浴锅中取出样品,冷却至室温。