南五味子葉綠體DNA的提取

湘潭職業技術學院 李 君 李俊雅

河南羚銳制藥股份有限公司 袁德先

南五味子葉綠體DNA的提取

湘潭職業技術學院 李 君 李俊雅

河南羚銳制藥股份有限公司 袁德先

隨機擴增多態性DNA（RandomAmplifiedPolymorphic DNA，RAPD）是在DNA水平上進行遺傳標記的常用分析方法之一。在操作過程中，DNA的提取質量是影響實驗結果最為關鍵的因素。本文，筆者在對五味子進行分子生物學研究時發現南五味子葉中多酚、多糖、蛋白質等復雜的次生、初生代謝物質，給葉綠體DNA提取造成很大的影響。因此，本文，筆者對傳統的葉綠體DNA提取方法進行了改良，對南五味子葉綠體DNA的提取方法進行了研究，在確定有效的提取方法并獲得高質量的葉綠體DNA后，為下一步優選適合的RAPD條件創造了條件。

一、材料與試劑

1.實驗材料。南五味子葉片由貴州GAP基地提供，葉片臨用前先用去離子水浸泡，使其變軟，展開，洗去表面灰塵，然后用酒精棉球擦拭其表面，以達到滅菌的目的，防止外源性DNA的污染，晾干或用吸水紙吸干備用。

2.試劑。液態氮，PVP（聚乙烯基吡咯烷酮），提取緩沖液A（50mmol/L Tris-HClpH=3.6，25mmol/L EDTA，1.25mol/L NaCl），提取緩沖液B（50mmol/LTris-HClpH=3.6，25mmol/L EDTA，1.25mol/LNaCl，10mmol/Lβ-巰基乙醇），提取緩沖液C（0.15mol/LNaCl，100mMEDTApH=8.0），提取緩沖液D（50mmol/LTris-HClpH=8.0，25mMEDTA），提取緩沖液E（0.35mol/L 山 梨 醇 ，100mmol/L Tris-HClpH=8.0，5mM EDTA），β-巰基乙醇，MgCl2（1mol/L），10%SDS（十二烷基磺酸鈉），10%十二烷基肌氨酸鈉，蛋白酶K。以上Tris（三（羥甲基）氨基甲烷）、蛋白酶K及RNaseA（核糖核酸酶A）均為上海生工試劑，其他為市售分析純。UNIQ-10柱式植物基因組DNA抽提試劑盒（SK1203，Sangon）。

二、實驗方法

在常規的葉綠體DNA提取方法的基礎上進行方法學考察。

1.常規的葉綠體DNA提取方法。取干燥葉片1.5～2g，4℃暗處理過夜，沖洗干凈，吸干水分，去中脈，剪碎后置勻漿器中，加入5倍體積4℃預冷的緩沖液A，勻漿；用8～10層無菌細布過濾，濾液于4℃ 2500r·min-1離心10min；棄去上清液；沉淀加入10ml緩沖液B（其中10mmol/Lβ-巰基乙醇用前加入），輕輕懸浮，4℃ 2500r·min-1離心8min；棄上清，沉淀（可用緩沖液B再洗一次）用少量5ml緩沖液C懸浮沉淀，4℃下4000rpm離心10min，此沉淀即為純化的葉綠體。

上述葉綠體沉淀加入50μg蛋白酶K（20mg/ml）和10%的SDS2ml，37℃保溫2h；用等體積的氯仿：異戊醇（24∶1）抽提3次，上清液加1/10體積0.2mol/LNaAc和2.5倍體積的預冷無水乙醇，-20℃放置過夜；10000rpm離心30min收集沉淀，20ml 70%乙醇沖洗一遍，室溫放置15min，12000rpm離心10min，風干，溶于1000μlTE，加入1/100體積的5mg/mlRNA酶，37℃保溫0.5h；再加1/200體積蛋白酶K（10mg/ml），繼續保溫1h；氯仿：異戊醇（24∶1）抽提后，無水乙醇沉淀，70%乙醇洗，真空抽干，用50μl去離子水溶解DNA沉淀，-20℃冰箱保存。

2.方法學考察。在常規提取方法基礎上進行改進，見圖1。

方法1。樣品加入10%PVP粉末，在研缽中加提取緩沖液A研磨。

方法2。純化的葉綠體沉淀加入2.5ml緩沖液B（無β-巰基乙醇），19μlDNaseI，1mlMgCl2（1mol/L）冰浴1h，后加200μl EDTA終止反應，離心，棄上清。

方法3。用少量5ml緩沖液C懸浮沉淀，離心，棄上清后加入冷藏的提取緩沖液E懸浮沉淀，冰上放置10min，離心，棄去上清液，沉淀即為純化的葉綠體。

方法4。加入10ml緩沖液D懸浮,加1/20體積10%十二烷基硫酸鈉（SDS），l/5體積10%十二烷基肌氨酸鈉及1/200體積10mg/ml蛋白酶K，充分搖勻，37℃保溫3h，其間不斷輕輕搖勻，其余同常規的方法。

方法5。加入10ml緩沖液D懸浮,加1/20體積10%十二烷基硫酸鈉（SDS），l/5體積10%十二烷基肌氨酸鈉1/200體積10 mg/ml蛋白酶K，充分搖勻，37℃保溫3h，其間不斷輕輕搖勻，其余同常規的方法。

方法6。綜合方法1、2、3和5，余下步驟同常規的提取方法。

方法7。同方法6，接下來用UNIQ-10柱處理，-20℃冰箱保存。

根據試驗結果，確定南五味子葉綠體DNA的提取方法：

稱取硅膠快速干燥的葉片1.5～2g，4℃暗處理過夜，沖洗干凈，吸干水分，去中脈，剪碎后置研缽中，加入10%的PVP粉末和冷藏的提取緩沖液A研磨；用8～10層無菌細布過濾，濾液于4℃ 2300r·min-1離心10min；棄去上清液；沉淀加入10ml緩沖液B（其中200μL10mmol/Lβ-巰基乙醇用前加入），輕輕懸浮，4℃ 2300r·min-1離心8min；棄上清，沉淀可用緩沖液B再洗一次；加2.5ml緩沖液B（無β-巰基乙醇），19μlDNaseI，1mlMgCl2（1mol/L）冰浴1h，后加200μlEDTA終止反應，離心，棄上清；加入冷藏的提取緩沖液E，冰上放置10min，4℃，3000r/min離心10min，棄上清，沉淀即為純化的葉綠體，并用分光光度計測量上清液；加入10ml緩沖液D懸浮,加1/20體積10%十二烷基硫酸鈉（SDS），l/5體積10%十二烷基肌氨酸鈉，1/200體積10mg/ml蛋白酶K及100μlβ-巰基乙醇，充分搖勻，37℃保溫3h，其間不斷輕輕搖勻；用等體積的氯仿：異戊醇（24∶1）抽提3次，上清液加1/10體積0.2mol/LNaAc和2.5倍體積的預冷無水乙醇，-20℃放置過夜；12000rpm離心15min收集沉淀，70%乙醇沖洗一遍，室溫放置15min，12000rpm離心10min，風干，溶于1000μlTE；加入1/ 100體積的5mg/mlRNA酶，37℃保溫0.5h；加1/200體積蛋白酶K（10mg/ml），繼續保溫1h；氯仿：異戊醇（24∶1）抽提后，乙醇沉淀，70%乙醇洗，真空抽干，用50μl去離子水溶解cpDNA沉淀；保存于-20℃冰箱保存。

三、結果與分析

高質量的DNA模板是RAPD成功的關鍵因素之一，因此選用最佳的葉綠體DNA提取及純化方法是實驗成功的根本保證。

電泳檢測：取10μlcpDNA提取物，在1.2%的瓊脂糖凝膠上用1×TAE電泳緩沖液電泳，0.5ng/mlEB染色，紫外檢測，拍照。紫外檢測結果見圖2。

四、討論

1.目前對葉綠體DNA的提取多采用蔗糖梯度離心等方法，所提取的葉綠體DNA純度高無降解是做RAPD等分子標記的理想方法，但本文筆者提取葉綠體DNA的方法其效果同樣非常理想。所提取cpDNA在純度完整性上都可以滿足RAPD的要求。

2.在提取cpDNA中分別采用了硅膠快速干燥的材料和新鮮的材料，提取結果顯示新鮮材料純度高、無降解，而快速干燥的樣品則有少許降解現象，所以cpDNA提取最好使用新鮮材料。本實驗選擇了采用硅膠快速干燥的葉片提取效果較好，而且采集葉片的方法簡單易行，比較適合實驗研究。

3.在提取之前先對葉片進行暗處理和潔凈處理，能夠消耗一部分糖類并有效地避免外源性DNA的污染。在分離葉綠體時，于2300r/min離心，目的是盡量減少細胞核，但同時保證盡量多的完整葉綠體。