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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2011 年第 10 期
改良 Chelex-100法快速提取转基因农产品 DNA
蔡翠霞 肖维威 康文杰 周琳华 吴永彬 郑远金 马文丽
(南方医科大学基因工程研究所，广州 510515)
摘 要: 旨在建立一种从转基因农产品中快速提取 DNA 的方法。分别采用改良 Chelex-100 法和常规 CTAB 法提取转
基因大豆 GTS40-3-2 基因组 DNA，测其浓度和纯度，PCR扩增其内源基因(Lectin)、启动子(CaMV35S)和品系特异性序列，对
两种方法进行比较和评价，并研究两种方法提取的 DNA 在 － 20℃下保存一个月内的检测效果，以及改良 Chelex-100 法在玉
米、小麦和水稻等其他转基因农产品的应用效果。结果表明，改良 Chelex-100 法能够快速在 1. 5 h之内从样品中提取 DNA，所
提取的 DNA直接用于 PCR扩增反应，产物电泳条带清晰明亮。两种方法提取的 DNA 在 － 20℃下保存一个月内的检测效果
未见明显差别。该方法在玉米、小麦和水稻等转基因农产品的应用效果稳定。因此，改良 Chelex-100法提取的 DNA可以作为
PCR扩增模板用于转基因农产品检测。该方法具有经济、简便、快速、安全的特点，适合转基因农产品大规模筛选和鉴别。
关键词: Chelex-100法 CTAB法 DNA提取 PCR
A Quick Method for DNA Extraction from Genetically Modified
Agricultural Products by Improved Chelex-100
Cai Cuixia Xiao Weiwei Kang Wenjie Zhou Linhua Wu Yongbin Zheng Yuanjin Ma Wenli
(Institute of Genetic Engineering Southern Medical University，Guangzhou 510515)
Abstract: To establish a rapid method for extracting DNA from transgenic farm produce，we applied both improved Chelex-100
method and conventional CTAB method to extract total DNA from genetically modified soya． We compared the two methods by evaluating
the quantity and purity of the extracted DNA detected by ultraviolet spectrometer and PCR amplification result of the endogenous gene
(Lectin)、promoter (CaMV35S)and variety specific sequence． The results indicated that the improved Chelex-100 method can quickly
extract the DNA from samples within 1. 5 hours，it can be directly applied to the following step-PCR amplification as DNA template．
There is no significant difference between the PCR amplification of DNA extracted by the two methods and stored at － 20℃ within 1
month． In addition，the application of the improved Chelex-100 method in maize，rice，wheat and other genetically modified agricultural
products are stable． Therefore，the improved Chelex-100 extraction method could be an economic，simple and rapid method for PCR de-
tection． It is suitable for large-scale screening and identification of genetically modified agricultural products．
Key words: Chelex-100 method CTAB method DNA extraction PCR
收稿日期:2011-03-25
基金项目:国家公益性行业科研专项(200910265) ，广东省科技计划项目(2008B080701027)
作者简介:蔡翠霞，女，硕士研究生，研究方向:转基因食品检测;E-mail:ccxdyx． love@ 163． com
通讯作者:肖维威，女，博士，副教授，研究方向:转基因食品检测;E-mail:xweiwei@ fimmu． com
马文丽，女，博士，教授，研究方向:基因芯片相关研究;E-mail:wenli668@ gmail． com
近 10余年来，现代生物技术的发展在农业上显
示出强大的潜力，转基因作物应运而生，并逐步发展
成为能够产生巨大社会效益和经济效益的产业。但
到目前为止，转基因食品包括转基因农产品的安全性
一直受人置疑。因此寻求更准确、便捷的鉴别方法来
保证消费者的知情权和选择权已成为当务之急。
对转基因农产品的鉴别基于能检测到转基因成
分。而高质量 DNA模板的获取，是转基因农产品进
行基因检测的前提和关键。虽然近年来已出现了大
量的 DNA提取方法，如 CTAB 法、SDS 法等，但传统
的 DNA 提取方法操作繁琐、耗时长，且应用了有毒
的有机试剂。因此，一种快速、经济有效、安全的
2011 年第 10 期 蔡翠霞等:改良 Chelex-100 法快速提取转基因农产品 DNA
DNA提取方法显得尤为重要。
Chelex-100 是一种由苯乙烯和苯二乙烯共聚体
组成的化学离子螯合树脂，其悬液在碱性环境
(pH10 － 11)和 100℃的条件下，可导致细胞膜破
裂，DNA 从细胞核中释放，同时 Chelex-100 能结合
许多可能影响下一步分析的非核酸物质［1］。由于
Chelex-100 能有效除去非核酸有机物，并且通过结
合金属离子，防止 DNA 降解，具有经济、简便、高效
等优点，目前已被广泛用于从微量血液、组织斑块、
精斑和骨骼等法医物证检材［2 － 6］。本研究比较常规
CTAB 法和改良 Chelex-100 法提取转基因大豆
GTS40-3-2 DNA，对比两种方法提取的 DNA 在
－ 20℃下保存一个月内的检测效果以及改良 Chel-
ex-100 法在其他农产品的应用，以期建立一种从转
基因农产品中快速获取 DNA的方法。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 样品来源 转基因大豆 GTS40-3-2、转基因
小麦、转 Bt基因水稻华恢一号、转基因玉米 NK603
均由广东省质量监督转基因食品及食品毒害物质检
测站提供。
1. 1. 2 主要仪器 凝胶成像设备为 Bio-Rad Power
200，PCR扩增仪为 Gene AMP9700，水浴锅为上海恒
一 DK-8D，凝胶电泳设备为 Thermo EC105，紫外分
光光度为 Eppendorf biophotometer plus，高速离心机
为 Eppendorf centrifuge 5415 d。
1. 1. 3 主要试剂 PCR 试剂盒购自 TaKaRa 公司，
Chelex-100 购自 Sigma公司。PCR 引物由 Invitrogen
公司合成，引物序列见表 1。
表 1 PCR检测引物
检测基因 引物序列(5 － 3) 扩增片段长度(bp)
Lectin
Forward:GCC CTC TAC TCC ACC CCC ATC C
Reverse:GCC CAT CTG CAA GCC TTT TTG TG
118
CaMV35S
Forward:GCT CCT ACA AAT GCC ATC A
Reverse:GAT AGT GGG ATT GTG CGT CA
195
Event-specific sequence of GTS40-3-2
Forward:GAC CAG GCC ATT CGC CTC A
Reverse:TAG CAT CTA CAT ATA GCT TC
85
VIR
Forward:GGA GCC CGT GTA GAG CAT GAC GAT C
Reverse:CCG CTG TAT CAC AAG GGC TGG TAC T /C
226
SPS
Forward:TTG CGC CTG AAC GGA TAT
Reverse:CGT GTC AGG ATT GGG TAA T
277
Waxy-D1
Forward:GTC GCG GGA ACA GAG GTG T
Reverse:GGT GTT CCT CCA TTG CGA AA
135
1. 2 方法
1. 2. 1 CTAB 法提取 DNA 方法参照国家标准
(GB /T 19495. 3 － 2004)。取 100 mg 粉碎样品，加
入 CTAB缓冲液，混匀后于 65℃温浴 30 min;三氯甲
烷 －异戊醇抽提，混匀离心;取上清加入异丙醇，离
心沉淀;加入 70%乙醇洗涤，加入 20 μL RNase A酶
37℃温浴 30 min;加入 600 μL 氯化钠溶液，65℃温
浴 10 min;三氯甲烷-Tris 饱和酚抽提，混匀离心取
水相。加经 4℃预冷异丙醇，离心沉淀，加入 70%乙
醇洗涤，离心沉淀;用经 4℃预冷的 70%乙醇用同样
的方法重新洗 1 次，室温下干燥;加 50 μL TE 缓冲
液溶解 DNA，4℃保存备用。
1. 2. 2 改良 Chelex-100 法提取 DNA 取 100 mg粉
碎样品，加入 400 μL 10% Chelex-100，56℃ 保温
30 min，震荡 5 － 10 s，100℃煮沸15 min，震荡 5 － 10
s ，12 000 r /min 离心 5 min，取上清，－ 20℃放置
30 min，12 000 r /min离心 10 min，取上清用于 PCR
扩增。
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生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2011 年第 10 期
1. 2. 3 DNA浓度和纯度检测 采用紫外分光光度
计检测分别用 Chelex-100 法和 CTAB法提取的转基
因大豆 GTS40-3-2 基因组 DNA的纯度和浓度，并设
立了 3 个平行对照。
1. 2. 4 PCR 检测 PCR 反应体系组成:premix Taq
酶 12. 5 μL，正反引物(10 μmol /mL)各 1. 0 μL，模
板 2. 0 μL，水补足反应体系，使总体积为 25 μL。循
环参数为 94℃预变性 5 min;94℃变性 30 s、55℃复
性 30 s、72℃延伸 30 s，30 个循环;72℃延伸 5 min。
产物鉴定:扩增产物于加入 EB的 2. 0%琼脂糖凝胶
上电泳，紫外灯下观察，用 DL500 做分子量标记。
1. 2. 5 DNA 保存期限的研究 将从转基因大豆
GTS40-3-2提取的 DNA样品分装后储存在 － 20℃冰
箱，分别于第 7、15、30天对其内源基因 Lectin、启动子
CaMV35S和品系特异性序列进行 PCR扩增检测。
1. 2. 6 改良 Chelex-100 法提取其他转基因农产品
DNA 采用上述改良的 Chelex-100 法提取转基因玉
米 NK603、转 Bt基因水稻华恢一号、转基因小麦基
因组 DNA，并分别对其内源基因 VIR、SPS、Waxy-D1
进行 PCR检测。
2 结果
2. 1 DNA的纯度和浓度检测结果
分别使用 Chelex-100法和 CTAB法两种 DNA提
取方法对转基因大豆 GTS40-3-2 样品进行了 DNA提
取，经紫外分光光度计测定，两种方法提取的 DNA
OD值比较见表 2。结果表明 Chelex-100 法提取的
DNA浓度较 CTAB法高，而纯度较 CTAB法低。
表 2 两种方法提取的 DNA OD值比较
提取方法 标本 A260 /A280 平均值
DNA浓度
(μg /mL)
浓度
(μg /mL)
改良 Chelex-
100 法
1 1. 47 428. 5
2 1. 51 1. 49 397. 6 422. 8
3 1. 43 442. 3
CTAB法
1 1. 89 246. 5
2 1. 80 1. 81 261. 7 244. 1
3 1. 75 224. 1
2. 2 PCR的扩增结果
对两种方法提取的 DNA，分别进行大豆内源基
因 Lectin，启动子 CaMV35S 和品系特异性序列 PCR
扩增，凝胶电泳结果见图 1。结果显示，两种方法提
取的 DNA内源基因、启动子和品系特异性序列的扩
增效果基本一致，初步说明 Chelex-100 法提取 DNA
与常规 CTAB方法同样理想。
M． DL500;1，3，5． CTAB 法提取的转基因大豆 Lectin、
CaMV35S和品系特异性序列的扩增结果;2，4，6． Chelex-
100 法提取的转基因大豆 Lectin、CaMV35S 和品系特异
性序列的扩增结果;7．空白对照
图 1 转基因大豆 Lectin、CaMV35S和品系
特异性序列的 PCR扩增结果
2. 3 DNA保存时间的研究
将 Chelex-100 法和 CTAB法提取的转基因大豆
GTS40-3-2 DNA储存于 － 20℃冰箱，分别于第 7、15
和 30 天进行大豆内源基因 Lectin，启动子 CaMV35S
和品系特异性序列 PCR 扩增，凝胶电泳结果见图
2 －图 4。结果显示，两种方法提取的 DNA PCR 扩
增产物电泳条带清晰明亮，扩增结果是基本一致的，
说明两种方法提取的 DNA 在 － 20℃冻存下一个月
内的保存效果没有明显差别。
M． DL500;1，3，5． CTAB 法提取的转基因大豆 Lectin、
CaMV35S和品系特异性序列的扩增结果;2，4，6． Chelex-
100 法提取的转基因大豆 Lectin、CaMV35S 和品系特异
性序列的扩增结果;7．空白对照
图 2 转基因大豆 Lectin 、CaMV35S和品系
特异性序列的第 7 天 PCR扩增结果
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2011 年第 10 期 蔡翠霞等:改良 Chelex-100 法快速提取转基因农产品 DNA
M． DL500;1，3，5． CTAB 法提取的转基因大豆 Lectin、
CaMV35S和品系特异性序列的扩增结果;2，4，6． Chelex-
100 法提取的转基因大豆 Lectin、CaMV35S 和品系特异
性序列的扩增结果;7．空白对照
图 3 转基因大豆 Lectin、CaMV35S和品系
特异性序列的第 15 天 PCR扩增结果
M． DL500;1，3，5． CTAB 法提取的转基因大豆 Lectin、
CaMV35S和品系特异性序列的扩增结果;2，4，6． Chelex-
100 法提取的转基因大豆 Lectin、CaMV35S 和品系特异
性序列的扩增结果;7．空白对照
图 4 转基因大豆 Lectin、CaMV35S和品系
特异性序列的第 30 天 PCR扩增结果
2. 4 Chelex-100 法其他样品应用
采用改良 Chelex-100法提取转基因玉米 NK603、
转 Bt基因水稻华恢一号、转基因小麦基因组 DNA，
PCR扩增其内源基因 VIR、SPS、waxy-D1，凝胶电泳结
果(图 5)显示，扩增条带清晰明亮，扩增效果同样
理想。
3 讨论
转基因农产品 DNA 的提取常采用的方法是
CTAB法或 SDS 法，两种方法共同特点是操作步骤
繁琐，费时费力，而且酚、氯仿和异戊醇等有机溶剂
有损操作者健康。改良 Chelex-100 法简便快速，提
取过程只需转移一次，大大减少了污染机会和 DNA
损失，可保证从微量样品中提取到足量 DNA。国内
王永等［7，8］也曾报道将此方法应用于转基因作物
M． DL500;1． 转基因玉米粕 VIR 引物扩结果;2． 华辉一
号 SPS引物扩增结果;3．转基因小麦 waxy-D1 引物扩结
果;4．空白对照
图 5 转基因玉米 NK603、转基因水稻华
恢一号、转基因小麦内源基因
DNA提取，其研究中应用 CTAB 裂解细胞、醇沉淀
DNA，Chelex-100 法纯化 DNA，操作仍较繁琐。本研
究只需应用 Chelex-100 一种试剂即可达到裂解细
胞、提纯 DNA的目的，与之相比操作更简便、快速、
安全，避免了应用有毒的有机试剂，提取中真正操作
时间不到 20 min。
Chelex-100 DNA提取方法国内外多应用于从动
物和微生物中制备 PCR扩增反应模板，近年来在植
物组织 DNA 提取方面偶见报道［7，8］。本研究中改
良 Chelex-100 法在常规的 Chelex-100 法基础上将煮
沸时间延长至 15 min，有利于细胞裂解［9］，同时由
于大豆和玉米中含有大量油脂，针对常规 Chelex-
100 法上清为淡黄色微浑浊液体。本研究利用低温
下油脂溶解度较低，易与水分层，在冷冻之后立刻再
次离心，离心后出现分层，取上清液清透无色，去除
了大量脂类杂质。而对于不富含油脂类的水稻和小
麦，此步骤可省略。改良 Chelex-100 法提取的 DNA
浓度高于 CTAB法，一方面可能是由于操作过程中
损失少，另一方面可能是其含杂质量较多。其纯度
低于 CTAB法，是因为没有经过酚、氯仿等去除蛋白
质和多糖等杂质，但是作为模板用于 PCR扩增效果
与 CTAB 提取方法并无差别。很多研究表明，DNA
中含有一定量的 RNA、蛋白质等杂质对 PCR扩增结
果无明显影响［10］。且该方法结果稳定可靠，用该方
法提取的转基因玉米、水稻和小麦 DNA 进行 PCR
扩增检测，目的条带明亮清晰，说明该方法用于其他
转基因农产品效果同样理想。
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生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2011 年第 10 期
考虑到 Chelex-100 法提取的 DNA纯度较低，杂
质在保存期间可能影响其检测效果，因此对比 Chel-
ex-100 法和 CTAB 法提取的 DNA 在 － 20℃下保存
一个月之内 PCR检测效果，结果发现两种方法提取
的 DNA在 － 20℃保存 1 个月内 PCR 检测效果同样
理想，而 1 个月时间完全能满足一般检验检测机构
所需的检测时间。
以上结果说明改良 Chelex-100法提取 DNA可以
作为 PCR扩增模板用于转基因农产品检测，该方法
具有经济、简便、快速的特点，适合于转基因农产品的
大规模筛选和鉴别。而 Chelex-100 法是否适用于深
加工转基因食品 DNA的提取尚需进一步研究探讨。
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(责任编辑 狄艳红)
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