全 文 ：刺山柑(Capparis spinosa L.)基因组 DNA
提取方法的比较
石庆华 ,代培红 , 许磊 ,石书兵
(新疆农业大学农学院 ,乌鲁木齐　830052)
摘　要:【目的】为获得野生刺山柑 DNA 提取的最佳方法。【方法】以野生刺山柑叶片为材料 , 采用 CTAB 法 、
SDS-CTAB 法 、SDS 法和尿素法提取了 3 个不同地方采集的野生刺山柑 DNA 。【结果】通过 A260/A280、琼脂糖
电泳法对所提取的 DNA 质量进行检验 ,将其纯度 、完整性 、得率及耗时等方面进行比较。【结论】4 种方法提取
DNA结果比较显示 , CTAB 法是野生刺山柑 DNA 提取的最佳方法。
关键词:刺山柑;DNA;CTAB 法;SDS 法;SDS-CTAB 法;尿素法
中图分类号:S188;S793　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-4330(2010)08-1512-05
Comparison of Methods of Genomics DNA Extraction from Caperberries
SHI Qin-hua ,DAI Pei-hong ,XU Lei ,SHI Shu-bing
(College of Agronomy ,Xinjiang Agricultural University ,Urumqi , 830052)
Abstract :【Objective】To get the best method of DNA extraction from Caperberries(Capparis spinosa L.).
【Method】CTAB method , SDS-CTAB method , SDS method and Urea method were used to extract genomic DNA
from the leaves of 3 species of Caperberries.【Result】The extracted DNA samples were tested using A260/A280 ,
agarose gel electrophoresis.The difference in purity , integrity , yield , time consumption of the obtained DNA were
compared with one another.【Conclusion】CTAB method was the best one of the four methods.
Key words :caperberries ;DNA;CTAB method ;SDS-CTAB method ;SDS method ;urea method
0 　引言
【研究意义】刺山柑(Capparis spinosa L)又称老鼠瓜 、野西瓜 、抗旱草等 ,广泛分布于新疆吐鲁番 、乌
鲁木齐及其周边地区 ,是干旱 、半干旱地区极具栽培价值的灌木[ 1] 。它抗旱 、耐高温 、耐风蚀 、耐瘠薄 ,对
干旱环境有很强的适应性 。因此 ,刺山柑是研究植物抗逆性不可多得的材料 ,也可作为抗逆基因的供
体 ,为育种工作提供优良抗逆基因资源。此外 ,刺山柑药用价值也很高[ 2 ～ 3] 。DNA提取是分子生物学
实验的基础 ,对于其下游工作是非常重要的 。高质量的核酸是 PCR、实时 PCR 、RAPD 分析 、AFLP 分析 、
印迹实验 、微卫星分析等实验的基础。因此选择好的提取方法是非常重要的 。对 DNA纯度和量的不
同 ,不同的研究目的以及材料的来源 、部位 、形态等外在性质的不同和化学成分 、组织结构等内在特点的
差异 ,常会要求在提取基因组 DNA 时选择不同的方法[ 4] 。【前人研究进展】目前 ,国内外所用的植物总
DNA提取方法较多 。【本研究切入点】实验为了得到纯度较高的刺山柑基因组 DNA ,找到一种简便快速
而高效提取刺山柑的方法 。主要采用CTAB法 、SDS 法 、尿素法 、SDS-CTAB法 4种方法提取3种刺山柑
基因组 DNA ,并对4种方法所提取的DNA纯度和产率进行对比 。【拟解决的关键问题】确定一种最适合
刺山柑基因组 DNA提取的方法 。
1　材料与方法
1.1 　材 料
1.1.1 　材 料
收稿日期:2010-07-09
基金项目:国家科技支撑项目(2008BAD96B09-01);新疆维吾尔自治区科技厅重点实验室开放项目(XJYS0302-2009-01)
作者简介:石庆华(1955-),女 ,辽宁人 ,副教授 ,研究方向为生物化学与分子生物学
通讯作者:石书兵(1966-),男 ,山东人 ,教授 ,研究方向为作物生理生态 ,(E-mai l)shbshi@sina.com
新疆农业科学　2010 ,47(8):1512-1516
Xinjiang Agricultural Sciences
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　A:南疆地区刺山柑;B:吐鲁番地区刺山柑;C:雅马里克山上刺山柑。
1.1.2　主要试剂
(1)CTAB 提取缓冲液:1 mol/L Tris-HCl(pH 8.0), 20 mmol/L EDTA , 1.4 mol/L NaCl , 2%CTAB ,
0.1%的 β -巯基乙醇。
(2)SDS-CTAB 提取缓冲液:100 mmol/L Tris-Cl(pH 8.0), 50 mmol/L EDTA-Na2 , 500 mmol/L
NaCl。
(3)SDS 提取缓冲液:1 mol/L Tris-Cl(pH 8.0),20 mmol/L EDTA ,500 mmol/L NaCl ,1.5%SDS 。
(4)尿素提取缓冲液:7 mol/L Urea ,50 mmol/L Tris-Cl(pH 8.0),500 mmol/L NaCl ,2%SDS。
(5)其它试剂为国产分析纯 。
1.1.3 　主要仪器
低温离心机(eppendorf),凝胶成像系统(BIO-RAD),微波炉(格兰仕),电泳仪(DYY-Ⅲ2)恒温水浴
锅(HH-S),自动电热压力蒸汽灭菌锅(LDZX-40BI型),电子天平(AEL -200),紫外可见分光光度计
(UV745N)
1.2　方 法
1.2.1 　CTAB 法
参考王振东等[ 5]提取方法略有改进 ,称取 0.02 g 干燥的刺山柑叶子置于液氮中速冻 ,用研钵磨成
细粉 。装入1.5 mL Eppendorf管 ,迅速加入700μL 65℃预热的CTAB提取缓冲液 ,轻轻混匀 ,于65℃条件
下保温10 min;4℃,12 000 r/min ,离心 10min;上清移入到新 1.5 mL 的Eppendorf管中 ,加入等体积的氯
仿:异戊醇(24∶1)混匀 2 min;4℃,12 000 r/min ,离心 10 min;重复上一步骤;上清移入到新管中 ,加入 2
倍体积预冷的无水乙醇 ,混匀 ,于-20℃条件下静置 10 min;4℃,10 000 r/min ,离心10 min;用 70%乙醇
洗涤沉淀 1次;自然干燥 ,加入 20μL TE缓冲液溶解 DNA , -20℃贮存备用 。
1.2.2 　SDS 法[ 6]
称取 0.02 g 干燥的刺山柑叶子置于液氮中速冻 ,用研钵磨成细粉 。加入预热 65 ℃的 SDS 提取液
650 μL混匀 ,65 ℃保温 40min ,其间缓慢颠倒 4次 ,取出-20 ℃,10min 。4 ℃,10 000 r/min ,10min ,吸出
上清 ,加入等体积氯仿:异戊醇(24:1)缓慢颠倒混匀2 min ,4 ℃,10 000 r/min ,10 min ,吸出上清重复上述
步骤 1次。加入 2倍体积无水乙醇 , -20 ℃,20 min。4 ℃,12 000 r/min 、10 min。弃上清 。沉淀用 70%
乙醇洗涤 2次。风干后 ,沉淀加 20μL TE 溶解 , -20 ℃贮存备用。
1.2.3 　SDS-CTAB 法[ 7]
称取 0.02 g 干燥的刺山柑叶子置于液氮中速冻 ,用研钵磨成细粉;加入预热65 ℃的 SDS-CTAB提
取液 600 μL ,临时加 80μL 20%SDS ,150μL 40%PVP混匀 ,65 ℃保温 60 min ,其间缓慢颠倒 4次;然后
-20 ℃,10 min;4 ℃,12 000 r/min ,10 min ,吸出上清 ,加入等体积氯仿∶异戊醇(24:1)抽提 ,缓慢颠倒混
匀至乳状;4 ℃,12 000 r/min ,10 min ,重复上述步骤1次。加入 2倍体积无水乙醇 , -20 ℃,20 min;4 ℃,
12 000 r/min ,10 min ,弃上清。沉淀用 70%乙醇洗涤 2次。风干后 ,沉淀加 20μL TE溶解 , -20 ℃贮存
备用 。
1.2.4 　尿素法[ 8]
称取 0.02 g干燥的刺山柑叶子置于液氮中速冻 ,用研钵磨成细粉。加入预热(60 ～ 65 ℃)的尿素提
取液 650μL ,5μL 巯基乙醇混匀 ,65 ℃保温 60 min其间缓慢颠倒 4次。 -20 ℃,10 min。4 ℃,12 000 r/
min ,10 min ,吸出上清 ,加入等体积氯仿∶异戊醇(24∶1)抽提 ,缓慢颠倒混匀至乳状。 -20 ℃, 10 min。4
℃,12 000 r/min ,10 min ,吸出上清重复上述步骤 1次 。加入 2倍体积无水乙醇 , -20 ℃,20 min 。4 ℃,
12 000 r/min ,10 min 。弃上清。沉淀用70%乙醇洗涤 2次。风干后 ,沉淀加 20μL TE 溶解 , -20 ℃贮存
备用 。
1.2.5 　DNA 质量与浓度检测
1.2.5.1　DNA 琼脂糖凝胶电泳分析
吸取 8μL DNA ,加 2 μL 上样缓冲液 , 在 0.8%的琼脂糖凝胶上进行电泳 ,电压 80 V ,电泳时间 20
min ,电泳结果经溴化乙锭染色液染色后 ,在凝胶成像系统中观察拍照 。
1.2.5.2 　DNA 含量测定
取 7.5μL DNA溶液进行 200倍的稀释 ,在紫外可见分光光度计下测定波长260 nm ,280 nm的光吸
·1513·8期　　　　　石庆华等:刺山柑(Capparis spinosa L.)基因组 DNA提取方法的比较　　　　　　　　　
收值 。DNA 纯度的定性检测由于核酸在 260 nm 处有一最大光吸收值 ,蛋白质在 280 nm 处有一最大光
吸收值所以比较 OD260/OD280的比值可以检测所提取 DNA 的纯度。通常当 1.8≤OD260/OD280<2.0 时 ,
表明 DNA的纯度较高 ,此时 DNA 中蛋白质 、酚类及色素 、RNA 等杂质含量合乎要求。
DNA 产率(μg/g)=DNA 浓度(μg/mL)×体积(mL)/叶片重量(g).
其中:L-比色杯厚度(0.5 cm), R=A260/A280表示 DNA在波长为 260和 280 nm 处吸光值的比值。
2 　结果与分析
2.1 　琼脂糖凝胶电泳结果
从4种方法提取 DNA的琼脂糖电泳图谱可以看出 ,CTAB 法提取的 DNA亮度均匀一致 , 拖尾现象
较SDS 法轻 , DNA 降解不太严重 ,质量较好 , 条带清晰 ,降解不明显 ,SDS 法与 SDS-CTAB 法次之 , 尿
素法提取的 DNA 条带不明显 ,DNA发生了降解。但 4种方法提取的 DNA 的点样孔基本都残留一些杂
质 , 点样孔存在不同程度的发亮 , 这说明该DNA 样品中含有较多的未被去除的蛋白质 、多糖及一些其
他次生代谢产物 , 由于这些物质具有粘连特性 , 常与DNA 结合成复合物 , 使得DNA分子无法离开点样
孔或电泳速度较慢[ 9] 。相比较而言 ,CTAB法的提取效果最好 , 点样孔基本无异物 , 说明该方法对于刺
山柑中的多糖和次生代谢产物去除效果相对其它 3 种方法的效果较好。图 1
1.CTAB 法　　　　2.SDS法　　　　3.SDS-CTAB 法　　　　4.尿素法
注:A:南疆刺山柑;B:吐鲁番刺山柑;C:雅马里克山刺山柑
1 、CTAB method;2、SDS method;3 、SDS-CTAB method;4 、urea method
A:Nanjiang s mouse melon;B:Tulufan s mouse melon;C:Yamalike Hill s mouse melon;
图 1　不同方法提取刺山柑总 DNA琼脂糖凝胶电泳图谱
Fig.1　Electrophoresis of mouse melon DNA for sorts of extraction method
2.2　4种方法提取 DNA 纯度及产率的比较
用UV745N紫外分光光度计测定 260 、280 nm 处的吸光度值(OD), OD260/OD280的比值可用来表示
DNA的纯度 ,并以OD260对 DNA进行定量 ,测其产率 ,4种提取方法所提取的 DNA ,利用 CTAB 法提取的
3个不同地区的刺山柑的 OD260/OD280的比值均略高于 1.8 ,表明利用此法提取的样品 DNA的纯度较高 ,
几乎没有蛋白质 、RNA 等杂质的污染;就产量而言 , 1 g 样品可提取 大约 1 000 μg 的 DNA ,产量不低。
表1
利用 SDS 法提取的 3个不同地区的刺山柑的 OD260/OD280的比值的 OD260/OD280的比值一般为 1.65
左右 ,表明提取的样品 DNA 中存在一定的蛋白质 、多糖及酚类物质的污染 ,导致比值下降;而此法提取
DNA大约 1 g 样品材料可以产 500μg以上的 DNA ,产率相对较低 。SDS-CTAB 法的OD260/OD280的比值
一般为 1.5 ,表明提取的样品 DNA 中蛋白质污染较重;1 g 样品可提取 1 000 μg 左右的 DNA ,此法虽然
产量较高 ,但是其OD比值较低 ,污染较重 ,不适合于后续的分子生物学实验 。
尿素法的OD260/OD280的比值一般为1.4 ～ 1.5 ,且OD260/OD280<1.5 ,说明提取的样品 DNA 中不仅蛋
白质未除尽 ,且盐离子含量较高 ,而且酚的含量也较大;1 g 样品可提取 1 500μg 左右的 DNA ,同样不适
合后续试验。
总之 ,不同方法提取刺山柑DNA的纯度和得率综合来看 ,CTAB法相对于其它 4种方法 ,纯度好 ,产
率高 ,对于提取刺山柑的基因组DNA来说是一种较好的方法 。
·1514·　　　　　　　　　　　　　　　新疆农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　47卷
表 1　不同方法提取刺山柑 DNA的纯度和得率
Table 1　The purity and yield of different mouse melon DNA with different DNA extraction methods
提取方法 材料 OD260 OD280 OD260/OD280 DNA产率(μg/ g)
CTAB法 南疆刺山柑 0.046 0 0.025 3 1.818 2 920
吐鲁番刺山柑 0.073 1 0.040 1 1.822 9 1 462
雅马里克山刺山柑 0.060 1 0.032 6 1.843 9 1 202
SDS法 南疆刺山柑 0.012 3 0.007 3 1.684 9 246
吐鲁番刺山柑 0.022 8 0.014 1 1.617 0 456
雅马里克山刺山柑 0.048 4 0.029 3 1.653 2 968
SDS-CTAB法 南疆刺山柑 0.014 8 0.010 0 1.480 0 296
吐鲁番刺山柑 0.033 2 0.021 2 1.566 0 664
雅马里克山刺山柑 0.028 2 0.020 5 1.375 6 564
尿素法 南疆刺山柑 0.066 3 0.039 6 1.674 2 1 326
吐鲁番刺山柑 0.129 1 0.081 9 1.576 3 2 582
雅马里克山刺山柑 0.112 4 0.084 7 1.327 0 2 248
3　讨 论
DNA 的提取质量是决定分子生物学操作成败的关键因素[ 10] 。由于不同材料所含的物质成分及各
种成分的含量差异较大 ,其差异随植物种类 、植物组织或植物组织的发育阶段等的不同而变化 ,因此 ,对
于不同植物 DNA提取应采取不同的方法[ 11] 。能成功地从刺山柑组织中提取总 DNA 的关键是如何有
效地除去多糖 、蛋白质及一些未知次生物质。
3.1　材料处理
试验使用的材料是干燥的刺山柑叶子置于液氮中速冻 ,迅速充分研磨 ,可使材料中酶尤其是 DNA
酶变性失活 ,阻止 DNA 降解 ,且在加入的 DNA提取液中 ,都有 EDTA金属离子螯合剂 , 可以大量螯合
Ca
2+和 Mg2+ ,进而螯合了酶的活性;研磨不充分 ,无法较好的破碎细胞壁和细胞膜使 DNA 充分释放到
缓冲液中 ,降低 DNA 得率 ,严重时甚至会得不到 DNA。
3.2　蛋白质 、多糖等杂质的去除
这4种提取方法及试剂均具有较好的可重复性 ,所提取的 DNA 的 OD260/OD280除了 CTAB法的值在
1.8左右 ,其它 3种方法提取的 DNA的 OD260/OD280比值均低于 1.7 ,比值偏低 ,主要是因为在提取的过
程中蛋白质是主要的影响因素 ,蛋白质的含量较高 ,为了使提取的 DNA 的质量纯度较高 ,加入氯仿∶异
戊醇(24∶1)抽提蛋白质时 ,多重复 1 ～ 2遍 ,且加入氯仿∶异戊醇(24∶1)时 ,要轻轻的混匀 2 ～ 3 min ,让试
剂与蛋白质更充分的接触 ,使蛋白质发生变性 ,与实验所需的 DNA更好的分离 ,同时用氯仿:异戊醇(24
∶1)抽提时动作要轻柔 ,避免 DNA受到外界机械力的剪切而断裂成小片段 , 吸取离心的上清液时要使
用剪去尖端的吸头且注意不能吸入中间的蛋白层 ,否则会严重影响DNA 的纯度 ,要尽量保持 DNA 在生
物体内的天然状态。
3.3　产率与效率比较
通过 4种提取DNA的步骤可以看出 ,CTAB法相对于其它 3种方法来说所消耗的时间最短 、方法最
简单 ,且得到的 DNA通过电泳分析可以看出最短的时间内其完整性最好 ,无降解现象;测定几种方法得
到DNA的产率可看出 ,产率最高的是尿素法 ,但此法提取的得到的 DNA 的完整性较差 ,不适合后续实
验;而 CTAB法的产率较高 ,没有因为 65℃水浴时间大大缩短而影响到 DNA产率 ,也即此方法可以在最
短的时间内得到质量较高的 DNA。
4 　结论
研究根据所选材料提取的特点选取 4种方法提取总 DNA ,从琼脂糖凝胶电泳图谱上可以看出 ,4种
方法所提取的总DNA完整性和纯度:CTAB 法 >SDS法 >SDS-CTAB法 >尿素法;从DNA纯度和得
率表来看:CTAB法 >SDS 法 >SDS-CTAB法 >尿素法;DNA浓度比较:尿素法>CTAB法>SDS法
>SDS-CTAB 法。根据所提取的 DNA的质量和得率以及提取步骤等方面综合考虑 ,可以得出以下结
论 ,对于南疆刺山柑 、吐鲁番刺山柑 、雅马里克山刺山柑 3种来源于不同地方的刺山柑 ,CTAB法是一种
最适合的方法。
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