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Isolation of high quality genomic DNA from dried leaves of Taishan Salvia miltiorrhiza f. alba

泰山白花丹参干叶片高质量DNA的提取



全 文 :中革菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第6期2006年6月
泰山白花丹参干叶片高质量DNA的提取
都岗平1,边高鹏2,张媛英1
(1.泰山医学院生物技术教研室,山东泰安271000}2.长治学院生化系,山西长治0460]1)
摘要:目的为了从富台多酚和多糖的泰山白花丹参干叶片中分离出适用于AFLP分析的高质量基因组DNA。
方法 比较了4种DNA提取方法,获得了一种以CTAB法为基础的分离高质量完整DNA的简便、快速方法。
CTAB-freeBuffer清洗,4倍CTAB抽提和固体PVP和VC防止氧化。结果使用该方法从泰山白花丹参干叶片
中分离的DNA:e㈣/A。为1.86,由此法所得的DNA可直接用于AFLP分析。结论该技术可有效地从富含多酚
和多糖的药用植物组织中分离出高质量DNA。
关键词:泰山白花丹参;DNA提取f改良CTAB法
中圈分类号:R286.02 文献标识码:B 文章编号:0253—2670(2006)06—0855—03
IsolationofhighqualitygenomicDNAfromdriedleavesofTaishan
Sairiamiitiorrhizaf.alba
HAOGang—pin91.BIANGao—pen92.ZHANGYuan—yin91
(1.DepartmentofBiotechn0109y,TaishanMedicalCo lege,Taian271000,China;2.Department
ofBiochemistry,ChangzhiCollege,Changzhi046011,China)
Keywords:TaishanSalviamiltio椭izaBungef.a/baC.Y.WuetH.W.Li;DNAisolation
modifiedCTABmethod
DNA分子标记的基础是基于高质量DNA的
提取。能否快速成功提取植物组织DNA以及所提
取DNA质量的高低将直接影响整个实验的成败。
高质量DNA要求高纯度,无蛋白、糖类、酚类、盐类
等杂质污染,高相对分子质量,无降解和有一定的数
量。用作AFLP(amplicationfragmentlengthpoly—
morphism)分子标记模板对DNA的要求就更高“j,
高质量可完全酶切,连接效率高,特异性高,重复性
好,实验结果稳定可靠。如何去除存在于植物药材中
的多酚或多糖两类主要杂质,目前还没有方便实用
的有效方法。
丹参是我国传统中药,具有活血化瘀、通经止痛
的功能。其成熟于叶片富含多酚类,多糖物质,DNA
常受到严重的多酚污染,造成DNA沉淀物难以溶
解或溶液色深,也会结合到DNA上造成DNA的降
解;多糖污染直接影响基因组DNA的限制性核酸
内切酶的酶切效果口]。多酚类、多糖物质的污染会造
成AFLP酶切连接等后续实验效果差,甚至后续
PCR没有扩增产物。因此,丹参干叶片DNA提取的
关键是除去多酚类、多糖物质。
白花丹参SalviamiltiorrhizaBungef.albaC.
Y.WuetH.W.I。i为丹参的白花变型,主要分布
于山东境内,其他地区较为少见,属珍稀濒危药用植
物。白花丹参除具有丹参的生物活性和用途外,对治
疗血栓性脉管炎具有独特疗效o]。本实验以泰山白花
丹参凉干的成熟干叶片为材料,以CTAB常规方法
作对照,采用高盐低pH法和改良CTAB法两个处
理,来摸索一种适合大量丹参成熟干叶片DNA提取
的有效方法,为后续AFI。P分析奠定基础,同时也可
很好地保存山东特有的泰山白花丹参种质资源。
l实验材料
样品为2004年7—9月在泰山采集白花丹参的
成熟叶片,凉干保存1个月。
CTAB(上海生物工程技术有限公司),VC(北京
鼎国),SDS(上海生物工程技术有限公司),PVP(上
海生物工程技术有限公司),口mercaptoethanol(E海
生物工程技术有限公司),Taq酶(Takara),AFLP
corereagentki (invitrogen,CatNo1084—016)。
PTc—loo基因扩增仪(MJ公司),AllegrarM
64RCentrifuge离心机(Beckman),DNA离心真空
干燥器(Savant),EC600—90(E—CApparatus公司)
高压电泳仪。
鉴鍪是智:篙禁薯≮蹉药管理局资助项目(2。05—234);泰山医学院博士科研启曲基金项目(2004年)
作者简介3蓑掌乏蠹蠹?瓦;i嘉;山西E-临m盘A:!i:三裂n教g授@1’主63要,co从rn事药用植物分子生物学研究。
万方数据
·856· 中革蔼ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第6期2006年6月
2方法与结果
2.1 DNA提取方法及检测结果:采用常规
CTAB;41和高盐低pH法“:。以常规CTAB法作为基
本方法,添加一砦抗氧化剂和提高CTAB的比例,
作为采用改良CTAB法的处理A和处理B法。其中
处理A为提取液中加人VC干粉末30mg(1.5
mg/mg叶片)。处理B(PVP预洗法)为加PVP粉
末(干叶量的10%),与干叶共同在液氮下研碎。加
入4℃预冷的CTABfree缓冲液(o.2mol/LTris—
C1pH8.0,0.05mol/I。EDTA,0.25mol/L
NaCl,内含4%争mercaptoethan01),冰上放置10
min,7000r/min(不能太高,否则膜破,DNA损
失),4C、离心10min,弃上清。然后加VC千粉末
(1mg/mg干叶片)于4×CTAB提取液中,调pH
值为6.0~6.5。
用0.8%琼脂糖电泳和紫外分光光度计测定
A。。。/A。。。的方法判定DNA的质量。
分别采用常规CTAB法、高盐低pH法和改良
的C’I、AB法提取白花丹参成熟十叶片DNA。结果
表明,常规c’rAB法、高盐低pH法,改良CTAB中
的处理A得到的总DNA都呈浅黄色至浅棕色,其
余处理颜色较好(表1)。高盐低pH法,改良CTAB
得到的DNA。/A。比值正常,为1.7~2.0,其余
的方法比值较低(表1)。
表1 4种方法提取白花丹参成熟干叶基因组DNA产率
Table1 GenomicDNAyieldfromdriedleavesofTaishan
S miltiorrhizaf.albayfourextractingmethods
琼脂糖电泳分析说明,常规CTAB法和高盐低
pH法可能蛋白质去除不彻底,点样孔杂质较多;改
良CTAB中的处理A的DNA量少(图1),说明单
独使用VC时量不能太高;而处理B的DNA量和
蛋白质去除效果均较好。
2,2 AFLP实验分析DNA质量:取250ngDNA
用EcoRI/MseI消化,限制酶切片段经T。DNA连
接酶与接头连接及PCR扩增.变性聚丙烯酰胺凝胶
电泳,银染显色,以构建出重复性好、多态性丰富的
基因组DNAFLP指纹图潜来进一步评价DNA
质量。具体方法参照试剂盒说明书进行。引物组合
为(E—AAG:GAC’IGCGTAC ATTCAAG;
M—CCC:GATAG’ICC7IGATAcC)。将
采用不同方法提取的DNA做AFLP分析,结果见
图2。常规CTAB法、高盐低pH法、改良CTAB中
的处理A得到呈浅黄色至浅棕色的总DNA,AFLP
扩增都没有产物,而改良CTAB中的处理B扩增效
果较好。看来提取液的颜色深度(含有较多酚类物
质)与扩增结果呈明显负相关,文献报道一。去除多酚
类物质效果较好的高盐低pH法并不可行。
1~3CTAB法4~6改良CTAB法的处理
7~9高盐低pH值法10h13改良CTAB法处理B
1--3一normalCTABmethod4-6AtreatedbymodifiedCTAB
method7—9highsaltandlowpHmethod10 l3-Btreated
bymodifiedCTABmethod
图1 4种方法提取白花丹参成熟干叶基因组DNA
电泳固
Fig.tElectrephorogramofDNAextractfromdried
leavesofTaishanS.miltiorrhizaf alba
byfourextractingmthods
图2白花丹参基因组DNA的AFLP分析
Fig.2AFLPAnalysisofgenomicDNAofTaishan
S.miltiorrhizaf.alb
3讨论
植物中的多酚类化合物和多糖对于DNA质量
的影响,是植物分子生物学研究中最常遇到、必须解
决的问题,许多学者对于不同的植物作过研究报
道””]。中药材的特性又使得这一问题更为突出,即
从药材中提取高质量的DNA并非易事。一方面由
于中药材次生代谢物质丰富,细胞裂解后释放的植
物次生代谢产物多酚类化合物易于氧化,氧化的多
酚结合到DNA分子上而导致DNA降解,因此难以
从富含多酚的植物组织中分离出高相对分子质量
!
aⅢ蔗聃。黑羔兰法≯巍篡=蚺。兰嚣冀翼竺_l罴鬻罴~
万方数据
中草喃ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第6期2006年6月·857·
DNA。PVP可与多酚结合形成复合物,可以有效避
免多酚类化合物介导的DNA降解“”]。另一方面,
多糖的去除也是提取中药材DNA的关键。一般在
材料粉碎之前,先不加细胞膜裂解液,因而DNA尚
未溶出,用一些缓冲液清洗,可除去一些多糖““。
本研究结果显示,只有改良的CTAB法的处理
B可以达到AFLP分析的要求。笔者根据上述多酚
及多糖的物理、化学特性对CTAB法作了如下改
进:提高CTAB的浓度(4×CTAB缓冲液)以尽可
能破碎细胞壁、细胞膜,使核酸与蛋白质完全解离,
并有利于CTABDNA复合物形成;对于含多酚类
较多的植物,增加cTAB提取缓冲液中}
mercaptoethanol(提高到4%),以固体形式加入
VC,防止多酚类物质氧化,同时以固体形式加入
PVP使其与多酚类物质结合形成复合物。
通过对普通CTAB法改进以后,笔者从保存一
个月的泰山白花丹参成熟干叶片中提取到高质量的
DNA,DNA的电泳结果表明,DNA的纯度和产率
都比较理想。由于本实验是为了给后续研究利用
AFLP法分析丹参道地性奠定基础,因此采用
AFLP分析对分离的DNA质量作了进一步的评
价,即使用EcoRl/MseI消化DNA和随后的限制
酶切片段经T。DNA连接酶与接头连接及PCR扩
增,结果扩增出可重复的PCR产物(实验重复3
次)。结果表明,该技术可有效地从富含多酚和多糖
的药用植物组织中分离出高质量DNA。
使用此方法时应该注意:PVP和VC都以固体
形式加入最好,不能事先配成储存液,否则会与空气
中的氧发生作用而失去效果,且VC和PVP配合使
用。PVP与样本共研后,要用预冷的清洗液,并在冰
上放置一段时间,也是防止氧化的手段。加VC后溶
液的pH值会下降到pH4~5,这样的条件下,
CTAB的提取效果不佳,必须将提取液的pH值调
到接近中性pH6~6.5。
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于肖辉1,杨美华”,金钺2,陈建民2
(1.江西天施康中药股份有限公司,江西鹰潭335000f2.中国医学科学院
中国协和医科大学药用植物研究所,北京 100094)
健儿糖浆由萝蘼和爵床两味药材组成,具有消
疳化积、行气活血、消肿解毒的功效,用=P/bJL疳积。
制剂原标准中只有爵床药材的薄层色谱鉴别,无定
量测定项。为了更好地控制本品的质量,笔者参考文
牦萼品羿:孥誓甚=:‘l矗5),男,江西余江人.高级工程师.主要从事新药研发,科研管理工作。,rel:(07。1)6215。。5
*通讯作者杨美华Tel;(010)62899730E—mail:yangmeihual5@hotmailcorn
万方数据
泰山白花丹参干叶片高质量DNA的提取
作者: 郝岗平, 边高鹏, 张媛英, HAO Gang-ping, BIAN Gao-peng, ZHANG Yuan-ying
作者单位: 郝岗平,张媛英,HAO Gang-ping,ZHANG Yuan-ying(泰山医学院,生物技术教研室,山东,泰安
,271000), 边高鹏,BIAN Gao-peng(长治学院,生化系,山西,长治,046011)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2006,37(6)
被引用次数: 21次

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