‘鲁红一号’元宝枫叶片总RNA提取方法的比较研究

来源 :山东农业科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:szf_2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:‘鲁红一号’元宝枫叶片中富含大量多糖、多酚物质,严重影响了总RNA提取的产率和质量。为了找出适宜‘鲁红一号’元宝枫叶片总RNA提取的方法,本试验运用试剂盒法、TRIZOL法和改良CTAB法提取其秋季叶片总RNA。结果表明,试剂盒法提取的叶片总RNA OD260/OD280、OD260/OD230均在1.8以上,但产率一般,有DNA污染;TRIZOL法提取的总RNA OD260/OD280、OD260/OD230均在1.5左右,且产率最低;改良CTAB法提取的总RNA OD260/OD280、OD260/OD230均在2.0左右,且产率最高,电泳图较清晰。说明采用改良CTAB法提取的叶片总RNA质量和产率高,可以满足分子生物学进一步研究的需求,是‘鲁红一号’元宝枫叶片总RNA提取的适宜方法。
  关键词:‘鲁红一号’元宝枫;总RNA提取;改良CTAB法
  中图分类号:S792.35文献标识号:A文章编号:1001-4942(2015)03-0005-04
  Comparative Study on Extraction Methods of Total RNA
  from Leaves of Acer Truncatum ‘Luhong No. 1’
  Hao Xueying,Feng zhen,Lü Chuanqing
  (College of Forestry,Shandong Agricultural University,Taian 271018,China)
  AbstractA large amount of polysaccharides and polyphenols in Acer truncatum ‘Luhong No. 1’leaves have seriously affected the yield and quality of total RNA extraction.In order to obtain the appropriate method of total RNA extraction,3 methods,Kit method,TRIZOL and modified CTAB,were chosen to extract them from Acer truncatum ‘Luhong No. 1’autumn leaves.The results showed that the total RNA extracted by Kit method had the general yield,the ratios of OD260/OD280 and OD260/OD230 were both above 1.8,and had the pollution of DNA. That extracted by TRIZOL method had the lowest yield,the ratios of OD260/OD280 and OD260/OD230 were both about 1.5. That extracted by modified CTAB method showed clear electrophoresis pattern and highest yield,and the ratios of OD260/OD280 and OD260/OD230 were both about 2.0.The results demonstrated that the yield and purity of the RNA obtained by the modified CTAB method could meet the demands of molecular biology experiment.The modified CTAB method was the appropriate method for total RNA extraction from Acer truncatum ‘Luhong No. 1’ leaves.
  Key wordsAcer truncatum ‘Luhong No. 1’;Total RNA extraction;Modified CTAB method
  元宝枫冠大荫浓、树姿优美、叶形美丽,在堤岸、湖边、草地及建筑附近配植皆很雅致,是北方重要的秋色叶树种。但在华北作庭荫树和行道树时,多数表现一般,本课题组经多年研究选育出的‘鲁红一号’元宝枫,在拥有元宝枫观赏特性的基础上秋叶鲜红,红叶持续时间长,观赏价值高。
  近几年来,关于元宝枫的研究报道较多,但内容偏向于植物生理、组织培养等方面[1~3],有关其分子生物学的研究报道较少。从植物中提取纯度高、完整性好的总RNA是进行各项分子生物学研究的前提和基础,是研究基因转录、表达的重要环节。到目前为止,已有许多关于植物组织总RNA提取的研究报道[4~6],最常用的有SDS-苯酚法[7]、改良SDS-苯酚法[8]、异硫氰酸胍法[9]、CTAB法[10]、改良热硼酸法[11]及各种试剂盒法等。因‘鲁红一号’元宝枫为彩色叶树种,含有较多的多糖多酚物质,因而提取高纯度的RNA有一定难度,严重影响了元宝枫分子生物学研究。为此,本试验使用试剂盒法、TRIZOL法、改良CTAB法对‘鲁红一号’元宝枫秋季叶片总RNA提取进行比较研究,通过检测分析获得了最佳提取方法,为深入开展元宝枫基因表达等分子生物学研究奠定基础,同时,为其他彩色叶树种的总RNA提取提供借鉴。
  1材料与方法
  1.1材料与试剂
  叶片采自山东农业大学校园内栽植的‘鲁红一号’元宝枫,植株长势健壮,秋叶鲜红,持续时间长。
  试剂盒法采用EASYspin Plus植物RNA快速提取试剂盒,购自北京艾德莱生物科技有限公司;TRIZOL试剂盒购自北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司;改良CTAB法所需药品均为本实验室配制。   配制改良CTAB法试剂所需要的水均经过DEPC处理,玻璃仪器在烘箱里180℃烘10小时以上,塑料耗材先用DEPC水在37℃浸泡12小时以上,然后用灭菌锅灭菌。
  1.2叶片总RNA的提取
  1.2.1试剂盒法称取100 mg‘鲁红一号’元宝枫秋季叶片,迅速放入盛有液氮的研钵中研磨至粉末状,按照试剂盒说明提取总RNA。
  1.2.2TRIZOL法称取100 mg‘鲁红一号’元宝枫秋季叶片,迅速放入盛有液氮的研钵中研磨至粉末状,按照试剂盒说明提取总RNA。
  1.2.3改良CTAB法(1)称取100 mg‘鲁红一号’元宝枫秋季叶片,迅速放入盛有液氮的研钵中研磨至粉末状,转入盛有1 000 μL 65℃预热的CTAB提取缓冲液[含2% CTAB、2% PVP、100 mmol/L Tris-HCl (pH 8.0)、25 mmol/L EDTA(pH 8.0)、1.4 mol/L NaCl]的2 mL离心管内,离心管中提前加入20 μL β-巯基乙醇,充分颠倒混匀,65℃水浴40 min,每隔十分钟混匀一次,防止样品凝固于试管底部。
  (2) 4℃、12 000 r/min离心25 min。
  (3) 取上清于新的2 mL离心管中,加入等体积的氯仿∶异戊醇(24∶1)充分混匀,4℃、12 000 r/min离心15 min。重复上述步骤。
  (4) 取上清于新的1.5 mL离心管里,加入1/3体积的LiCl(8 mol/L)溶液,混匀,放入4℃冰箱过夜。
  (5) 4℃、12 000 r/min离心30 min。
  (6) 去掉上清液,分别用70%的乙醇和无水乙醇洗涤沉淀两次。
  (7) 向沉淀中加入400 μL 65℃预热的SSTE充分溶解沉淀后,加入400 μL氯仿∶异戊醇(24∶1),充分混匀,4℃、12 000 r/min离心15 min。
  (8) 取上清于新的1.5 mL离心管中,加入2倍体积的无水乙醇(-20℃放置)和1/10体积的NaAc(3 mol/L),充分混匀,于-80℃冰箱中放置30 min。
  (9) 4℃、12 000 r/min离心30 min。
  (10) 去掉上清液,用70%的乙醇和无水乙醇各洗涤沉淀两次。
  (11) 将乙醇晾干,加入30 μL DEPC处理过的超纯水溶解沉淀,储存于-80℃冰箱中备用。
  1.3RNA质量与浓度检测
  取1 μL RNA样品,用ND-2000核酸蛋白分析仪进行含量以及纯度的测定。取5 μL RNA加1 μL 6×Loading Buffer,在1.0%琼脂糖凝胶、1×TAE缓冲液、10 V/cm稳压条件下电泳15 min,对RNA纯度和完整性进行检测[12]。
  2结果与分析
  2.1总RNA的质量与浓度
  3种提取方法获得的‘鲁红一号’元宝枫秋季叶片总RNA的纯度及产量结果见表l。
  一般情况下,通过OD260/OD280检测RNA的纯度,高纯度的RNA OD260/OD280值应介于1.8~2.0之间,如果比值低于1.8表示含蛋白质、多糖、多酚物质较多,如果比值大于2.2,即表明RNA有降解。OD260/OD230值应大于2.0,过低则表明有盐离子污染[13]。由表1可知,试剂盒法产率较高;TRIZOL法产率最低,OD260/OD280比值为1.52,表明该方法不能有效去除总RNA中的蛋白质、多糖多酚物质,总RNA纯度很低;改良CTAB法纯度较高,OD260/OD280、OD260/OD230分别为1.98、2.07,并且产率也最高。
  2.2总RNA样品的电泳检测
  RNA样品的电泳检测是判断RNA质量的重要手段之一,从胶上18S和28S rRNA的完整性可判断RNA有无降解以及降解程度,同时可判断有无DNA、蛋白质污染。3种方法提取的总RNA经过1%琼脂糖凝胶电泳得到以下图片(图1),结果表明,试剂盒法和改良CTAB法提取的总RNA 18S和28S条带清晰,且28S亮度约是18S的两倍,但试剂盒法提取的总RNA有降解现象且有严重的DNA污染(图1A、1C);TRIZOL法提取的总RNA 18S和28S条带不清晰,且亮度过弱,似有降解的迹象(图1B)。
  3结论与讨论
  高质量的RNA是分子生物学试验成功的最关键因素。许多研究表明,从植物的不同品种、不同器官及组织中提取高质量的RNA难度各不相同,这主要是与植物细胞中含有的一些成分有关,例如酚类物质、多糖、次级代谢产物以及RNase等。在大多数植物中,尤其是彩色叶植物,都含有大量多糖多酚物质。‘鲁红一号’元宝枫与其他彩色叶植物相比,其植株体内的多糖、多酚类物质的含量较高,这两种物质的存在严重影响了RNA提取的质量与产率,因此有效地去除多糖多酚类物质是成功地提取高质量RNA的关键。
  在植物细胞中,多糖和酚类物质与核酸在空间上是相互分离的,但对组织进行研磨破碎后,它们会与RNA相互作用,影响RNA的提取及后续反应[14]。多糖的多数理化性质与核糖核酸极其相似,很容易在去除多糖的同时降低RNA的产量;此外多糖可抑制酶的活性,被多糖污染了的RNA样品就无法用于进一步的分子生物学研究。而残留在样品中酚类物质随着氧化程度的增加颜色会变成深褐色,被氧化的酚类化合物能稳定地与RNA结合,导致RNA降解。
  在前人研究的基础上,本试验运用改良CTAB法提取的元宝枫叶片总RNA质量最好,有效地抑制了叶片总RNA提取过程中多糖、多酚等代谢产物的干扰。其原因主要有:(1)较高浓度的CTAB不仅能对植物细胞有较好的裂解作用,而且能有效地分离核蛋白与核酸的复合物,同时和巯基乙醇共同作用变性蛋白、抑制RNase的活性;(2)CTAB提取缓冲液提前预热,有效缩短了植物材料水浴的时间,降低了RNA的降解概率;(3)CTAB提取缓冲液中加入PVP以及在提取过程中加入高浓度的NaCl能有效抑制酚类的氧化及未氧化的酚类,有力地防止多糖的污染;(4)试验过程中加入高浓度的LiCl可去除部分多糖。上述试剂增强了‘鲁红一号’元宝枫植物组织的裂解能力,且为反应提供了有利的还原条件,抑制了多酚的氧化,去除多糖和蛋白的效果较好,并在试验过程中严格控制RNA酶对RNA的降解作用,因此该方法提取的总RNA产量与纯度与其他方法相比均较高,可用于后续的分子生物学研究。   参考文献:
  [1]杨科家, 丰震, 朱红梅, 等. 元宝枫叶片花色素苷的提取及其稳定性研究[J].中国农学通报, 2009, 25(24):334-337.
  [2]梁娟, 蔺银鼎. 元宝枫秋叶着色生理指标的研究[J].山西农业大学学报, 2009,29(1):37-40.
  [3]李艳菊, 陶加洪, 王兰珍, 等. 元宝枫组织培养研究[J].北京林业大学学报, 2005,27(3):104-107.
  [4]Mullin A E, Soukatcheva G, Verchere C B, et al. Application of in situ ductal perfusion to facilitate isolation of high-quality RNA from mouse pancreas [J]. Biotechniques, 2006, 40(5): 617-621.
  [5]Scott J R, Clark C W, Deahl K L, et al. Isolation of functional RNA from periderm tissue of potato tubers and sweet potato storage roots [J]. Plant Molecular Biology Reporter, 1998, 16(1):3-8.
  [6]董占强, 翟晓巧, 范国强, 等. 泡桐叶片RNA提取方法的研究[J]. 河南农业大学学报, 2009, 43(1):40-43.
  [7]Van Driessche E, Becckmanss S, Dejaegere R, et al. The antioxidant of choice for the purification of protein from phenol-rich tissues [J]. Anal. Biochem., 1984, 141:184-188.
  [8]王暑辉, 徐倩, 徐筱, 等. 富含多糖多酚的侧柏叶片总RNA提取方法[J].吉林农业大学学报, 2012, 34(1):76-80,89.
  [9]Chomczynski P, Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanale-phenol-chloroform extraction[J]. Analytical Biochemistry, 1987, 162(1):156-159.
  [10]Chang S J, Jeff P, John C. A simple and efficient method for isolating RNA from pine trees[J]. Plant Molecular Biology Reporter, 1993, 11(2):113-116.
  [11]武耀廷, 刘进元. 一种高效提取棉花不同组织总RNA的热硼酸改良法[J]. 棉花学报, 2004, 16(2):67-71.
  [12]张琰, 安龙杰, 史宝胜, 等. 血红鸡爪械叶片总RNA提取方法的比较研究[J]. 中国农学通报, 2011, 27(2):7-11.
  [13]萨姆布鲁克, 拉塞尔. 分子克隆实验指南[M]. 黄培堂, 译. 第3版. 北京:科学出版社, 2002.
  [14]葛晓萍, 石琰璟. 一种适合富含多糖、多酚植物的RNA提取方法[J]. 青岛科技大学学报: 自然科学版, 2007, 28(1):6-8.
其他文献
摘要:  为实现甘薯耐旱性品种的快速筛选,本试验采用室内PEG模拟连续干旱法对22个甘薯品种(系)进行了研究。结果表明:济薯21、12057、11001和零9281等品种(系)的根系持水力、根系活力和幼苗成活率较高,具有较强的苗期耐旱性;通过统计分析发现,根系持水力、薯苗质量和含水量、根系活力等可作为重要的苗期耐旱性筛选指标;干旱胁迫下根系的持水能力和采苗后薯苗状况是影响甘薯苗期耐旱性的重要因素。
期刊
摘要:  基于产业价值链理论,指出了我国乡村旅游产业价值的构成及其表现,分析了不同发展阶段内乡村旅游产业价值的内容,论述了乡村旅游产业价值的演进机制及未来发展过程中价值演化的趋势,可为我国乡村旅游产业优化升级提供实践指导。  关键词:乡村旅游;产业价值;演进机制  中图分类号:F590.3文献标识号:A文章编号:1001-4942(2015)05-0153-04  Analysis on Valu
期刊
摘要: 对天津武清区杨树锈病病原菌进行形态学和分子技术鉴定。结果表明,该菌为落叶松杨栅锈菌(Melampsora larici-populina),其夏孢子黄色,长椭圆形或矩圆形,大小(29.0~44.0) μm×(11.8~24.8)μm,平均大小35.2 μm×18.4 μm(n=50);基部刺细密较大,顶部刺稀疏较小;夏孢子萌发可生成多个芽管;rDNA-ITS序列长度为663 bp。  关键
期刊
摘要:  以玉米新品种新单38为材料,研究5种不同行距(0.5、0.6、0.7、0.8 m等行距和0.8 m+0.4 m宽窄行)配置对其农艺性状(株高、穗位高、雄穗主轴长度、雄穗分枝数、总叶片数、穗上叶片数及第7、第8、第9节的节间长度)和产量的影响。结果表明:与其余行距配置相比,0.6 m等行距种植,新单38的穗位高较低,产量最高;0.8 m等行距种植,株高较低,第8、第9节的节间长度较短,雄穗
期刊
摘要:  通过对山东省徐长卿种质资源的搜集和调查,测定徐长卿种子样品的净度、千粒重、含水量、发芽率、生活力等指标,并初步制订了徐长卿种子的质量分级标准。结果表明:优良的徐长卿种子净度90%以上,千粒重5.0 g以上,含水量9.0%以下,发芽率90%以上;采用TTC法可测定徐长卿种子活力,当TTC浓度为0.5%、浸种24 h、染色3 h时,测定效果较好,种子生活力平均90%左右; 初步将徐长卿种子质
期刊
摘要:针对目前省域冬小麦种植面积遥感监测业务化运行中所存在的监测精度与成本之间相互制约的问题,本研究选取冬小麦主产区——山东省为研究区域,利用HJ-1卫星提供的CCD遥感影像,采用决策树分类法,同时以山东省土地利用类型之林地数据和野外地面调查数据作为辅助,通过分区解译提取出山东省冬小麦种植面积和分布区域。研究表明:利用HJ-1 CCD影像进行山东省冬小麦种植面积提取是可行的,位置精度和面积总量精度
期刊
摘要: 以圣女樱桃番茄为试材,通过对其子叶和下胚轴的离体培养,研究不同培养基和激素浓度及配比对愈伤组织诱导、不定芽分化及生根诱导的影响,以筛选最佳再生体系,并研究VC对番茄组培过程中褐化现象的影响。结果表明:诱导圣女樱桃番茄愈伤组织的最适培养基为MS+(0.2~0.4)mg/L IAA+2.0 mg/L 6-BA,不定芽分化的最适培养基为MS+0.1 mg/L IAA+(1.0~3.0)mg/L
期刊
摘要:抽穗期是水稻(Oryza sativa)重要的农艺性状,它决定着水稻品种的地区和季节适应性。本试验利用以华粳籼74为受体亲本发展的带有抽穗期基因的15个单片段代换系为试验材料,通过两两杂交,筛选出15个不同亲本组合的双片段聚合系,结合分子标记辅助选择进行水稻抽穗期QTL鉴定,并研究QTL的聚合及其互作关系。  关键词:水稻;抽穗期基因;单片段代换系;基因聚合系;互作分析  中图分类号:S51
期刊
摘要:  以“北京新3号”大白菜为试材,在露地生产条件下,研究了两种聚合物包膜尿素(CRF-Ⅰ、CRF-Ⅱ)及硝化抑制剂结合尿素(DCD)对大白菜产量及品质的影响。结果表明, 与习惯施肥(FP)相比, CRF-Ⅰ处理下大白菜产量提高了6.40%,CRF-Ⅱ、DCD处理下大白菜产量分别降低了1.48%、2.09%;CRF-Ⅰ、CRF-Ⅱ及DCD处理均能显著降低大白菜叶片中硝酸盐含量并提高VC、还原糖
期刊
摘要:螯合剂应用于重金属污染土壤的修复存在安全隐患,由于使用不可降解螯合剂会造成地表水和地下水的二次污染,严格的环保法规促使全球企业生产更为安全的生物可降解螯合剂,以代替现在广泛使用的EDTA和DTPA等非生物降解型螯合剂。本文介绍了一些新型生物可降解的螯合剂包括 GLDA、IDSA、AES、EDDS和NTA等,综述了这些螯合剂在重金属污染土壤修复方面的应用,总结了现阶段可降解螯合剂在重金属污染土
期刊