全 文 ：植物生理学通讯 第42卷 第3期，2006年6月 493
改良提取水稻胚乳和拟南芥花柱中DNA 和 RNA 的 SDS 法
张志刚1,2,* 李栒1 官春云1 白德朗1,2 武小金2
1 湖南农业大学油料作物研究所，长沙 410128；2 国家杂交水稻工程技术研究中心，长沙 410125
Improvement of SDS Method for Isolating Genomic DNA and Total RNA from
Rice Endosperm and Arabidopsis Style
ZHANG Zhi-Gang1,2,*, LI Xun1, GUAN Chun-Yun1, BAI De-Lang1,2, WU Xiao-Jin2
1Oil Crops Institute, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2National Hybrid Rice Research and Development
Center, Changsha 410125, China
提要 在冷酚法的基础上，经多次实践改进，得出一种简单、快速的 SDS 法，可以从富含多糖的水稻胚乳和富含多酚的
拟南芥花柱中同时提取总 DNA 和总 RNA，所得 DNA 和 RNA 样品经紫外分光光度计和琼脂糖凝胶电泳分析证明具有较
高的纯度和完整性，并可进一步满足 PCR 和 RT-PCR 的实验需要。
关键词 冷酚法；水稻胚乳；拟南芥花柱；总 DNA；总 RNA
收稿 2005-09-26 修定 　2006-03-20
资助 国家“948”项目(200 3 - Q 0 4 )。
*E-mail: zhangzhiganglh@163.com, Tel: 0731-2872941
某些植物组织富含多糖、脂质及酚类物质，
不利于 RNA 和 DNA 的分离和纯化，因此，能否
有效地去除多糖、脂质及酚类物质是提取植物中
高质量 RNA 和 DNA 成败的关键(Bekesiova 等
1999；Chang 等 1993；Chomczynski 和 Sacchi
1987；李宏和王新力1999；沈文飚等2003)。水
稻胚乳细胞是种子储藏营养物质的主要部位，富
含淀粉、糊精和一些低分子糖类(郑霏琴等1993);
拟南芥花柱中含有较多的色素、酚类、醌等次生
代谢物质及蛋白质和多糖等有机大分子，这些物
质不仅影响总 RNA 和总 DNA 的提取效率，还干
扰以后的反转录、酶切和体外扩增(Vicient 和
Delseny 1999；李宏和王新力 1999；傅荣昭等
1994)。本文在综合比较各种方法的基础上，采
用改良的 SDS 法从水稻胚乳和拟南芥花柱中提取
总 D N A 和总 R N A，取得了较好的效果。该方法
简单易行，经济方便，提取到的总 DNA 和总 RNA
可以应用于水稻胚乳和拟南芥花柱 P C R 检测、
Southern杂交、Northern杂交和cDNA的合成及文
库的构建等。
材料与方法
1 材料
取授粉后10~15 d的两系杂交水稻组合(Oryza
sativa indica cultivar-group)‘准两优527’稻穗和
拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)花柱，放在-70℃
冰箱中保存备用。
2 方法
取水稻穗或拟南芥花柱各 0.5 g，放入碾钵
中，加少量石英沙，加入 3 mL 冰冷的抽提缓冲
液(pH 8.0的 50 mmol·L-1 Tris-HCl、20 mmo1·L-1
LiCl、2 mmo1·L-1 EDTA、1% SDS，高压灭菌)
和 3 mL冰冷的Tris-饱和酚，研磨成浆状，将浆
状液转入10 mL离心管中，于4℃下以8 000×g 离
心 l0 min，吸取上层水相，用等体积的酚∶氯
仿∶异戊醇(体积比为 25∶24∶1)抽提 1~2 次，
加入2倍体积无水乙醇，混匀后静置30 min。离
心后倒去液体，沉淀的核酸溶解于1 mL冰冷的水
中，转入1.5 mL离心管中，加入0.33 mL 8 mol·L-1
LiCl 和 2 mL DEPC，摇匀后放置 4℃下过夜或
-20℃ 2 h。4℃下以15 000×g 下离心10 min，将
上层的 DNA 清液转入另一离心管中，加入 2/3 体
积的异丙醇沉淀，沉淀的 DNA 用 70% 乙醇悬浮
洗2 次，溶解于 0.1 mL TE 溶液中；下层的 RNA
沉淀用 70% 乙醇悬浮洗 2 次，倒置离心管，放在
室温下干燥，用 0.1 mL 水溶解。取少量样品进
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行浓度测定和电泳分析。
实验结果
1 RNA 和 DNA 的纯度和完整性
以上述方法从水稻胚乳和拟南芥花柱中提取
的总 RNA 和 DNA 样品，用紫外分光光度计测定，
RNA 的 OD260/OD280 值在 1.873~2.194 之间，OD260/
OD230 值大于 2.0；DNA 的 OD260/OD280 值在 1.735~
1.978 之间，OD260/OD230 也大于 2.0。说明提取的
RN A 和 D N A 纯度较高，没有蛋白质、多糖等杂
质的污染(李宏等1999)。用1.0%琼脂糖凝胶电泳
检测，RNA 的图谱中可见到 28S 和 18S 两条完整
的条带，28S RNA 条带的亮度几乎是18S 的 2倍，
无明显的拖尾现象，表明 RNA 样品比较完整(图
1)。DNA 分子量大小约为 22 kb，点样孔清晰，
无拖尾现象和 RNA 污染，符合 PCR 技术的要求
(图 2)。
2.2 kb包含全长编码序列的vp1基因cDNA目的条
带(图 3)。另据拟南芥 dga t 基因序列(序列号
AJ238008)设计的 1对引物，以拟南芥花柱总DNA
和 RN A 为模板，进行的 PCR 和 RT - P C R，分别
扩增得到了3.0 kb的dgat基因DNA和1.6 kb包含
全长编码序列的dgat 基因 cDNA 目的条带(图 4)。
由此说明，用此法提取总 RNA 和 DNA 可以满足
植物分子生物学实验的需要。
图3 水稻胚乳vp1的扩增
1：水稻胚乳总 D N A 扩增的 v p 1 基因 D N A；3：水稻胚
乳总 RNA 扩增的 vp1 基因 cDNA；2、4：1 kb DNA marker。
讨 论
从水稻胚乳和拟南芥花柱中提取高质量的
DN A 和 R N A，除需要防止核糖核酸酶对 RNA 的
破坏之外，还要提防组织多糖、多酚和醌类等物
质对 RNA 和 DNA 的干扰。由于多糖的许多理化
性质与 RNA 相似，在沉淀 RNA 时，多糖也随 RNA
一同沉淀下来，很容易产生难溶于水的胶状沉
淀；多酚、醌类物质在酸性条件下极易氧化成红
褐色物质，然后和核酸不可逆地结合，从而为
图2 水稻和拟南芥的DNA电泳图谱
图1 水稻和拟南芥的RNA电泳图谱
图4 拟南芥花柱dgat基因的扩增
1：拟南芥花柱总 DN A 扩增的 dg a t 基因 DN A；3：拟南
芥花柱总 RN A 扩增的 dga t 基因 cD NA；2、4：1 k b D N A
marker。
2 水稻胚乳vp1基因和拟南芥dgat基因的扩增
根据GenBank中报道的水稻vp1基因序列(序
列号 AK073805)，设计 1 对引物，以上述方法提
取的水稻总 DNA 和 RNA 为模板，进行 PCR 和 RT-
PCR，分别扩增得到了 3.5 kb 的 vp1 基因 DNA 和
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RNA 样品的进一步研究带来困难(李宏和王新力
1999；傅荣昭等 1994；何振艳等 2005)。我们
曾用Trizol试剂盒提取幼嫩的水稻胚乳和拟南芥花
柱中 R N A，效果很好，所提取的 R N A 能见到 2
条清晰的条带，且 28S 的亮度是 18S 的 2 倍；但
提取较老的组织时，得到的 RNA 为难溶于水的冻
胶状物质，电泳结果只能见到 5S 的条带。因此，
根据在比较综合分析的基础上采用 SDS 同时提取
植物中 RNA 和 DNA 的结果，我们认为，从水稻
胚乳及拟南芥花柱中提取高质量的 D N A 和 R N A
时，应注意以下几点：(1)将研磨缓冲液的 pH 值
提高到8.0，且在低温条件下进行研磨破碎细胞可
有效地防止多酚氧化物的氧化及多糖物质糊化；
(2)利用乙醇沉淀核酸，去除色素和大部分多糖，
然后用LiCl进一步沉淀核酸去除多糖；(3)破碎细
胞时，应加入研磨缓冲液和Tris-饱和酚，这样，
细胞破碎后释放的内源 RNase 在研磨缓冲液中的
EDTA、SD S 和酚作用下即刻失活，从而缩短了
内源RNase 与 RNA 共存时间，降低内源 RNase 降
解 R N A 的可能性。同时，在乙醇沉淀核酸前，
用氯仿抽提1~2次，用含DEPC的 LiCl 沉淀核酸，
这样，可使核酸液中残余 RNase 变性和失活。
与传统的冷酚法(顾红雅等1995)相比，本文
方法主要作了以下改进：(1)抽提缓冲液用常规药
品配制，可以降低药品使用成本；(2)利用乙醇沉
淀核酸，去除色素和大部分多糖，然后用LiCl进
一步沉淀核酸去除多糖，得到的 RNA 更纯；(3)
用含 DEPC 的 LiCl 沉淀核酸，可使核酸液中残余
RNase 变性和失活，得到的 RNA 可以保存更长的
时间；(4) LiCl 沉淀 RNA 后的上清液，用异丙醇
沉淀可以得到植物总 DNA，即用本文方法可同时
提取植物组织中的 DNA 和 RNA，这样可节约实验
材料，简化提取 D N A 的实验步骤。
参考文献
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