全 文 :第 21 期
收稿日期:2011-04-13
基金项目:浙江省科技厅重点项目(2009C12088)
作者简介:周 洁(1985-),女,湖北枣阳人,硕士研究生,研究方向为中药材生物技术育种,(电话)15268422629(电子信箱)521tnx@163.com;
通讯作者,王忠华,(电话)0574-88222851(电子信箱)wang1972@zwu.edu.cn。
浙贝母(Fritillaria thunbergii Miq.)是百合科贝
母属的多年生草本植物,又名象贝、大贝、珠贝、土
贝、元宝贝、苏贝。 浙贝母的鳞茎干燥,性苦、寒,具
有清热散结、化痰止咳、开郁之功效,是较为常用的
中药材,也是著名的“浙八味”之一 [1]。 DNA 的提取
是进行各种分子生物学实验的基础, 提取的 DNA
浓度和质量对后续实验结果有较大的影响。 而中药
材中含有丰富的次生代谢产物, 使其 DNA 提取较
为困难,有顽拗植物之称[2]。本研究比较了用不同方
法从中药材浙贝母的新鲜叶片和鳞茎中提取基因
组 DNA 的效果,从中找出简单高效的方法,以为开
展浙贝母种质资源的遗传多样性分析及其分子鉴
定奠定基础。
1 材料和方法
1.1 材料
材料采集地点为浙江省宁波市鄞州区章水镇,
2010 年 3 月 20 日采集宽叶浙贝母、狭叶浙贝母、多
子浙贝母三个品种的新鲜嫩叶,2010 年 10 月 5 日
采集多子浙贝母的鳞茎用于实验。
1.2 方法
1.2.1 材料的预处理
1)叶片:将新鲜叶片洗净擦干后剪碎,放入预
冷的研钵中,加入适量的 PVP 提取液以及 2%的 β-
巯基乙醇进行快速研磨。 研磨成均匀的糊状后取适
量分装入 1.5 mL 的离心管中,待用。
提取方法与部位对浙贝母基因组DNA提取质量的影响
周 洁 1,王晓飞 2,金晓霞 2,王忠华2
(1.浙江理工大学生命科学学院,杭州 310018;2.浙江万里学院生物技术研究所,浙江 宁波 315100)
摘要:探讨了改良 CTAB 法、SDS 法、高盐低 pH 法和试剂盒法对浙贝母(Fritillaria thunbergii Miq.)基因
组 DNA 的提取效果。 综合比较了各方法提取的 DNA 浓度、纯度、完整性,结果表明高盐低 pH 法是比较
适合浙贝母新鲜叶片基因组 DNA 提取的方法。 比较了分别以叶片和鳞茎为材料提取的 DNA 质量,发现
以新鲜叶片为材料提取的 DNA 浓度和纯度较高,更适合用于提取浙贝母基因组 DNA。
关键词:浙贝母(Fritillaria thunbergii Miq.);基因组 DNA;提取
中图分类号:S567.23+1 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2011)21-4503-03
Effects of Extraction Method and Tissues on the Quality of Genomic DNA
in Fritillaria thunbergii
ZHOU Jie1,WANG Xiao-fei2,JIN Xiao-xia2,WANG Zhong-hua2
(1.College of Life Science, Zhejiang Sci-tech University, Hangzhou 310018,China;
2.Institute of Biotechnology, Zhejiang Wanli University, Ningbo 315100, Zhejiang,China)
Abstract: Modified CTAB method, high salt low pH method, SDS method and DNA Mini-prep kit method were used to ex-
tract genomic DNA from Fritillaria thunbergii Miq. Comprehensive comparison of the concentration, purity and integrity of ge-
nomic DNA extracted by various methods showed that high salt low pH method was the suitable method for extracting DNA
from F. thunbergii. Comparison between the DNA extracted from fresh leaves and bulb revealed that DNA obtained from fresh
leaves was with higher concentration and purity, thus fresh leaves were better materials for DNA extraction of F. thunbergii.
Key words: Fritillaria thunbergii Miq.; genomic DNA; extraction
第 50卷第 21期
2011年 11月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 50 No.21
Nov.,2011
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2011.21.052
湖 北 农 业 科 学 2011 年
2)鳞茎:①将鳞茎去皮洗净后切成细小的状块
(冰上进行),放入预冷的研钵中,加入适量的 PVP
提取液以及 2%的 β-巯基乙醇进行快速研磨。 研磨
成均匀的糊状后取适量分装入 1.5 mL 的离心管中,
待用;②将鳞茎去皮洗净后烘干,用万能粉碎机研
磨成细粉状,称取适量到离心管中,待用。
1.2.2 基因组 DNA 提取 以多子浙贝母叶片为材
料,考察 CTAB 法、高盐低 pH 法、SDS 法和试剂盒
法对浙贝母基因组 DNA 的提取效果; 并考察高盐
低 pH 法对不同浙贝母品种(狭叶、宽叶和多子浙贝
母)和部位(多子浙贝母的新鲜叶片、新鲜鳞茎、干
燥鳞茎粉末)基因组 DNA 的提取效果。 各 DNA 提
取方法如下:
1)CTAB 提取法 [3,4]:①向装有浙贝母材料的离
心管中加入 800 μL预热的 CTAB提取缓冲液,混匀
后 65 ℃水浴 1 h,12 000 r / min离心 15 min; ②取上
清,加入等体积的氯仿 /异戊醇(体积比为 24∶1,下
同)轻轻混匀,12 000 r / min 离心 15 min,重复此步
骤一次;③取上清,加入 2 / 3 体积的异丙醇,放入
-20 ℃冰箱 40 min 以沉淀 DNA; ④加入 200 μL
70%乙醇洗涤 DNA 2~3 次;⑤将离心管倒置于通风
柜里, 使 DNA 尽量干燥; ⑥加入 20 μL TE 溶解
DNA,4 ℃保存备用。
2)高盐低 pH 法:①向装有浙贝母材料的离心
管中加入 800 μL 预热的提取缓冲液 (100 mmol / L
醋酸钠,50 mmol / L EDTA,500 mmol / L 氯化钠,质量
分数 2.5%的PVP,质量分数 3%的 SDS,pH 5.5),56 ℃
水浴 30 min;②10 000 r /min 离心 10 min,取上清加
入 2 / 3 体积的 2.5 mol / L 醋酸钾溶液 ,4 ℃放置 15
min;③10 000 r / min 离心 10 min,取上清,加入等体
积的氯仿 /异戊醇轻轻混匀,10 000 r / min 离心 10
min,沉淀、洗涤、干燥和溶解步骤同 CTAB法。
3)SDS法: ①向装有浙贝母材料的离心管中加
入 800 μL 预热的 SDS 提取缓冲液,混匀后 65 ℃水
浴 1 h,12 000 r / min 离心 15 min;②取上清,加入等
体积的氯仿 /异戊醇轻轻混匀,12 000 r / min 离心 15
min,重复此步骤一次;沉淀、洗涤、干燥和溶解步骤
同 CTAB法。
4)试剂盒法:采用上海生工生物工程技术服务
有限公司的 UNIQ-10柱式植物基因组抽提试剂盒。
抽提步骤参考试剂盒说明书进行。
1.2.3 DNA 纯度和浓度检测 取稀释 30 倍的
DNA 样品 3 μL,采用 0.8%琼脂糖凝胶电泳,经 EB
染色后成像分析。 采用紫外分光光度法定量检测
DNA 的浓度与纯度 [5],每个样本重复 3 次取平均
值。
1.2.4 PCR 扩增及产物分析 以高盐低 pH 法提取
的浙贝母基因组 DNA 为模板, 进行非特异性 PCR
扩增。 引物为上海生工生物工程技术服务有限公司
生产的随机引物 S317, 目标产物在 2 000 bp 以下,
反应体系为 20 μL,包括 ddH2O 14.7 μL,10×PCR 缓
冲液 (加 Mg2+)2 μL,dNTPs 1.6 μL, 引物 0.6 μL,
DNA 模板 0.8 μL(100 ng /μL),Taq DNA 聚合酶 0.3
U(TaKaRa 公司生产)。 反应程序为:94 ℃预变性 4
min;94 ℃变性 45 s,37 ℃退火 60 s,72 ℃延伸 2
min,循环 35 次;72 ℃延伸 10 min,4 ℃保温 [6]。 取
3 μL PCR产物, 采用 1.5%的琼脂糖凝胶电泳进行
分析,经 EB染色后成像分析。
2 结果与分析
2.1 不同方法对浙贝母基因组 DNA的提取效果
CTAB 法和 SDS 法提取得到的 DNA 浓度高于
高盐低 pH 法和试剂盒法得到的 DNA 浓度,琼脂糖
凝胶电泳的条带也更亮,但存在拖带,CTAB 法提取
的 DNA OD260 nm /280 nm大于 2,可能含有较多的 RNA,
要提高提取效果,应加入适量的 RNase;SDS 法提取
的 DNA OD260 nm /280 nm偏小,可能是含有蛋白和糖。 高
盐低 pH 法和试剂盒法提取的 DNA 浓度相对较低,
但条带清晰, 紫外分光光度法检测显示 OD260 nm /280 nm
在 1.8~1.9范围内,纯度较高(表 1,图 1)。
2.2 高盐低 pH 法对不同浙贝母品种基因组 DNA
的提取效果
高盐低 pH 法提取的不同品种浙贝母的基因组
DNA 的 OD260 nm /280 nm 在 1.85~1.91 之间, 浓度在 12
浙贝母基因组 DNA提取方法分别为:1-2. CTAB 法;3-5. SDS 法;
6-8.高盐低 pH法; 9-11 试剂盒法
图 1 不同方法提取的浙贝母基因组 DNA 电泳图
表 1 不同方法提取的浙贝母 DNA 纯度和浓度
提取方法
CTAB 法
SDS 法
高盐低 pH 法
试剂盒法
OD260 nm/ 280 nm
2.13
1.46
1.81
1.83
浓度//μg/mL
35.85
37.75
19.70
10.05
4504
第 21 期
表 2 高盐低 pH 法提取的不同品种浙贝母 DNA 的
纯度和浓度
品种
多子浙贝母
狭叶浙贝母
宽叶浙贝母
OD260 nm/ 280 nm
1.85
1.91
1.86
浓度//μg/mL
12.0
10.5
13.0
1-4.多子浙贝母;5-8.狭叶浙贝母;9-12.宽叶浙贝母
图 2 高盐低 pH 法提取的不同品种浙贝母 DNA 电泳图
1-5.新鲜鳞茎;6-9.新鲜叶片;10-13.鳞茎干燥粉末
图 3 不同组织部位提取的浙贝母基因组 DNA 电泳图
M.DNA marker;1-9. 引物 S317 以浙贝母基因组 DNA 为模板
的非特异性扩增产物
图 4 PCR 扩增产物电泳图
10 000 bp
7 500 bp
5 000 bp
2 500 bp
1 000 bp
250 bp
(责任编辑 向 闱)
μg / mL 左右(稀释 30 倍),琼脂糖凝胶电泳条带清
晰,亮度均一,可见高盐低 pH 法可用于提取不同品
种的浙贝母基因组 DNA(表 2,图 2)。
2.3 高盐低 pH 法对浙贝母不同组织部位基因组
DNA的提取效果
以浙贝母叶片为材料,提取的 DNA 条带清晰,
亮度均一;从鳞茎干燥粉末提取的 DNA 条带亮,但
杂质多,拖尾严重,用新鲜鳞茎作为实验材料未提
取出 DNA(图 3),这可能是由于鳞茎中富含多糖类
等储藏性成分,大大增加了提取 DNA 的难度,而预
处理的过程中切碎或者烘干、 研磨又造成了 DNA
的降解。 可见,新鲜叶片更适合作为浙贝母基因组
DNA 提取和分子生物学研究的材料。
2.4 PCR扩增
以高盐低 pH法提取的浙贝母叶片基因组 DNA
为模板进行非特异性 PCR 扩增, 扩增条带较清晰
(图 4),这说明该方法提取的浙贝母基因组 DNA 质
量较好,能满足浙贝母分子生物学研究的需要。
3 结论与讨论
以浙贝母的新鲜叶片为实验材料, 高盐低 pH
法和试剂盒法均能提取到纯度高且完整性较好的
浙贝母基因组 DNA,但从经济角度来讲,高盐低 pH
法优于试剂盒法。 药用植物一般都含有各种复杂的
次生代谢产物, 一些小分子次生代谢产物如有机
酸、黄酮、萜类等含有酚羟基的化合物,氧化后易和
DNA 结合,从而使 DNA 降解或者会抑制酶的活性,
此外多糖类物质也会影响浙贝母基因组 DNA 的提
取,所以以鳞茎为材料提取效果很差。 另外在样品
研磨的过程中,研磨时间和研磨程度都可能会导致
DNA的降解,从而影响基因组 DNA的纯度和完整性。
基因组 DNA 的提取质量不仅与方法、 组织等
有关,还与提取条件密切相关。 因此,提取条件的探
索和优化是非常必要的。 如 β-巯基乙醇的浓度、提
取缓冲液的最适 pH、水浴时间、温度、离心时间和速
度及提取缓冲液与样本容量之间的相互关系等 [7],
这些具体条件的优化有待于进一步研究与探索。
参考文献:
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周 洁等:提取方法与部位对浙贝母基因组 DNA 提取质量的影响 4505