CN103898092A - 一种快速磁珠法提取植物组织基因组dna的试剂盒及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速磁珠法提取植物组织基因组DNA的试剂盒及提取方法,包括LysisA液、LysisB液、LysisC液、磁珠悬液、结合液、wshing1液、wshing2液、洗脱液。利用本发明试剂盒提取植物组织基因组DNA回收率高、纯度高、片段完整、无PCR抑制物质。DNA提取从裂解、纯化到收集产物的全过程均可由仪器完成,自动化程度高,提取所使用的试剂高效安全,最大程度避免对人体的伤害。

Description

一种快速磁珠法提取植物组织基因组DNA的试剂盒及方法
技术领域
本发明属于分子生物学领域,具体涉及一种利用磁珠法提取植物组织基因组DNA的试剂盒及其提取方法。
背景技术
     核酸的分子生物学技术是进行病原微生物检测,转基因检测,物种鉴定,物种起源、多样性评估及其亲缘关系、系统进化等常用研究手段之一。纯化的DNA是用来进行PCR检测、基因测序的基础物质,尽管在不同样品(动物组织、微生物)中,DNA 是一个相对稳定的分子,但是对于植物组织来说, DNA 提取技术仍然是基于 DNA 扩增的检测技术的瓶颈,能否取得高质量的核酸DNA是后续分析技术成功与否的关键,提取方法的灵敏度、速度也将直接关系到后续试验的成败。对于一般的分析来说,好的制备技术应该是简便、安全、廉价,并且能保证DNA纯度和浓度。用于检测分析的DNA应具备一定的浓度、纯度、完整性。提取试剂和提取技术都可能对这些参数造成影响。
     传统的核酸分离方法主要有化学法、抽提法、物理冷冻、煮沸法和和硅胶膜吸附,提取的步骤主要包含细胞裂解、有机溶剂萃取、沉淀,高速离心等过程,植物组织裂解步骤中,去污剂破坏细胞壁使蛋白-核酸复合物游离到溶液中,蛋白质和多糖结合CTAB或PVP从溶解DNA的液相中分离出来,SDS分离核蛋白和核酸,用酚和/或氯仿去除液相中有活性的核酸酶和PCR抑制因子,如亲脂类分子、多糖、蛋白质,用醇洗涤后即可得到核酸DNA。硅胶膜吸附也可用来协助DNA的提取和纯化,裂解后,DNA结合盐酸胍-氢氧化物离液剂中的硅胶颗粒而沉淀,沉淀用醇洗涤,最后,沉淀用低浓度盐溶液溶解。这些纯化方法的步骤繁杂、费时长、回收率低,且提取过程中使用酚、氯仿、异丙醇等有毒有害物质,影响人体健康。
    磁珠分离纯化技术是近年来发展起来的新方法,是一种简单有效的核酸提纯方法,主要原理是在具有超顺磁性的磁核上均匀包被二氧化硅,二氧化硅连接能特异性吸附核酸的功能基团,在有特定盐如PEG8000等存在的样本裂解溶液中特异性地吸附目标核酸,随后通过分离磁珠达到分离提取核酸的目的。磁珠法克服了传统方法的缺点,具有简便、快捷、高效等特点,很容易实现自动化,因此,该方法已广泛应用于病毒、动物组织等的DNA和RNA的提取中,也出现了各种相应试剂盒。
    植物细胞与动物细胞相比,除有细胞壁外,还含有大量的多糖、脂质、色素和酚类物质,利用现有的磁珠法提取DNA试剂盒对植物组织的基因组DNA进行提取,所得产物的回收率和纯度都比较低,不能满足进一步实验的需求。
发明内容
    本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种快速磁珠法提取植物组织基因组DNA的试剂盒。
  本发明的另一个目的是提供一种快速磁珠法提取植物组织基因组DNA的方法。
  本发明的目的通过下述技术方案予以实现:
  一种快速磁珠法提取植物组织基因组DNA的试剂盒,其特征在于:包括Lysis A液、Lysis B液、Lysis C液、磁珠悬液、结合液、wshing1液、wshing2液、洗脱液。
  优选的,Lysis A液为1~2% CTAB, 0.1~0.2mol/L氯化钠,10~20mmol/L EDTA,80~ 120mmol/L Tris-HCL ,pH=7.5~ 8.5;Lysis B液为10~ 20%β-巯基乙醇;LysisC  液为10~30mg/mL蛋白酶K;磁珠悬浮液由磁珠和含有10~20mmol/L氯化钠及0.01~0.05% NaN3 的水溶液按1:30~50的重量比组成;结合液为5~10% PEG8000(聚乙二醇8000),2~4M GITC(异硫氰酸胍);washing1液为0.5~1mol/L GITC,0.1~0.2mol/L氯化钠,5~10mmol/L EDTA,20~ 40mmol/L Tris-HCL ,0.2% trionx-100, pH=5.5~ 6.5;washing2液为5~10mmol/L EDTA,20~ 40mmol/L Tris-HCL ,0.1~0.2mol/L氯化钠, pH=5.5~ 6.5;洗脱液为0.5~1.5mmol/L EDTA,5~ 15mmol/L Tris-HCL,PH=7.5~8.5。
    优选的,Lysis A液为1.6% CTAB, 0.12mol/L氯化钠,15mmol/L EDTA,80mmol/L Tris-HCL ,pH=7.8;Lysis B液为20%β-巯基乙醇;LysisC 液为20mg/mL蛋白酶K;磁珠悬浮液由磁珠和含有20mmol/L氯化钠及0.03% NaN3 的水溶液按1:35的重量比组成;结合液为10% PEG8000(聚乙二醇8000),3.5M GITC(异硫氰酸胍);washing1液为0.5mol/L GITC,0.14mol/L氯化钠,8mmol/L EDTA,25mmol/L Tris-HCL ,0.2% trionx-100, pH=5.8;washing2液为8mmol/L EDTA,25mmol/L Tris-HCL ,0.14mol/L氯化钠, pH=5.8;洗脱液为0.1mmol/L EDTA,5mmol/L Tris-HCL,PH=8.2。
    优选的,所述磁珠的直径为0.5~2μm。
     本发明的一种技术方案为提供一种植物基因组DNA的提取方法,其特征在于:包括如下步骤:
    1)将25~100mg预处理后的新鲜植物组织加入到权利要求1所述的Lysis溶液(Lysis A : Lysis B : Lysis C=150~200 : 2 : 5)207μl中,60~70℃温浴15~30min;
    2)12000r离心10min,取上清液100μl,加入权利要求1或4所述的结合液100~150μl和权利要求1或3所述的5μl磁珠悬液,混合均匀;
    3)将磁珠转移到washing1液中清洗;
   4)将磁珠转移到washing2液中清洗;
   5)清洗后的磁珠用洗脱液进行洗脱,得到纯化的DNA 。
    优选的,步骤1)中,样品与Lysis液的质量体积比为25~100mg : 150~250μl。
    优选的,步骤2)中,上清液与结合液的体积比为1 : 1~2。
    优选的,步骤3)中,参与核酸提取的磁珠与washing1液的体积比为5~10 : 200~400 ,优选的,步骤4)中,参与核酸提取的磁珠与washing2液的体积比为5~10 : 400~600 。
    优选的,步骤1)中,样品与Lysis液的质量体积比为30mg : 207μl;步骤2)中,上清液与结合液的体积比为1:1.5;步骤(3)中,参与核酸提取的磁珠与washing1液的体积比为5: 300 ;步骤4)中,参与核酸提取的磁珠与washing2液的体积比为5 : 500。
    优选的,所述植物组织包括新鲜植物叶片、干植物叶片、大豆种子、小麦种子、玉米种子等。
    本发明的有益效果在于:
    1)利用本发明试剂盒提取的基因组DNA回收率高、纯度高、片段完整、无PCR抑制物质,使用本试剂提取30mg干燥大豆、小麦、玉米叶片组织,分别纯化得到了约8μg、15μg和7μg的高纯度基因组DNA,纯度A260/280=1.7-1.9之间。
    2)本发明的DNA提取方法仅需4个步骤,分别是裂解、沉淀、清洗、洗脱,从裂解、纯化到收集产物的全过程均可由仪器完成,自动化程度高,实验过程中完全无需人工干预和检测,且提取所使用的试剂高效安全,最大程度的避免对人体的伤害。
附图说明
图l:不同方法提取大豆、小麦及玉米基因组DNA的PCR检测结果图;
 其中:1-4:大豆;5-8:小麦;9-12:玉米。1、5、9本发明试剂盒3; 2、6、10索莱宝植物DNA提取试剂盒; 3、7、11金麦格植物DNA提取试剂盒; 4、8、12天根植物DNA提取试剂盒; M:Marker I 100,200,300,400,500,600
图2:本发明试剂盒3提取大豆、小麦、玉米结果图;
其中:1、2:大豆,3、4:小麦,5、6玉米,M:markerλDNA/Hind III 125,564,2027,2322,4361,6557941623130
具体实施方式
    下面结合实施例对本发明作进一步的说明,但并不局限于此。
实施例1
 一种快速磁珠法提取植物组织基因组DNA的试剂盒1,包括Lysis A液、Lysis B液、Lysis C液、磁珠悬液、结合液、wshing1液、wshing2液、洗脱液。
其中,Lysis A液为1% CTAB, 0.1mol/L氯化钠,10mmol/L EDTA,80mmol/L Tris-HCL ,pH=7.5;Lysis B液为10%β-巯基乙醇;LysisC  液为10mg/mL蛋白酶K;磁珠悬浮液由磁珠和含有10mmol/L氯化钠及0.01% NaN3 的水溶液按1:30的重量比组成;结合液为5% PEG8000(聚乙二醇8000),2M GITC(异硫氰酸胍);washing1液为0.5mol/L GITC,0.1mol/L氯化钠,5mmol/L EDTA,20mmol/L Tris-HCL ,0.2% trionx-100, pH=5.5;washing2液为5mmol/L EDTA,20mmol/L Tris-HCL ,0.1mol/L氯化钠, pH=5.5;洗脱液为0.5mmol/L EDTA, 5mmol/L Tris-HCL,PH=7.5。
  一种快速磁珠法提取植物组织基因组DNA的试剂盒2,包括Lysis A液、Lysis B液、Lysis C液、磁珠悬液、结合液、wshing1液、wshing2液、洗脱液。其中,Lysis A液为2% CTAB, 0.2mol/L氯化钠,20mmol/L EDTA,120mmol/L Tris-HCL ,pH= 8.5;Lysis B液 20%β-巯基乙醇;LysisC液为30mg/mL蛋白酶K;磁珠悬浮液由磁珠和含有20mmol/L氯化钠及0.05% NaN3 的水溶液按1: 50的重量比组成;结合液为10% PEG8000(聚乙二醇8000),4M GITC(异硫氰酸胍);washing1液为1mol/L GITC,0.2mol/L氯化钠,10mmol/L EDTA, 40mmol/L Tris-HCL ,0.2% trionx-100, pH=5.5~ 6.5;washing2液为5~10mmol/L EDTA,20~ 40mmol/L Tris-HCL ,0.1~0.2mol/L氯化钠, pH=5.5~ 6.5;洗脱液为0.5~1.5mmol/L EDTA,5~ 15mmol/L Tris-HCL,PH=7.5~8.5。
   一种快速磁珠法提取植物组织基因组DNA的试剂盒3,包括Lysis A液、Lysis B液、Lysis C液、磁珠悬液、结合液、wshing1液、wshing2液、洗脱液。经过正交试验测试优选的其各成分的组成为,Lysis A液为1.6% CTAB, 0.12mol/L氯化钠,15mmol/L EDTA,80mmol/L Tris-HCL ,pH=7.8;Lysis B液为20%β-巯基乙醇;LysisC 液为20mg/mL蛋白酶K;磁珠悬浮液由磁珠和含有20mmol/L氯化钠及0.03% NaN3 的水溶液按1:35的重量比组成;结合液为10% PEG8000(聚乙二醇8000),3.5M GITC(异硫氰酸胍);washing1液为0.5mol/L GITC,0.14mol/L氯化钠,8mmol/L EDTA,25mmol/L Tris-HCL ,0.2% trionx-100, pH=5.8;washing2液为8mmol/L EDTA,25mmol/L Tris-HCL ,0.14mol/L氯化钠, pH=5.8;洗脱液为0.1mmol/L EDTA,5mmol/L Tris-HCL,PH=8.2。
 
分别利用上述3种试剂盒提取大豆基因组DNA,包括如下步骤:
1. 取30mg粉碎的大豆干燥叶片,加入到207μl lysis液(Lysis A : Lysis B : Lysis C=150: 2 : 5,使用前混匀)中,65℃孵化30min。
2. 常温12000rpm,离心10min,观察样品沉淀完全,吸取上清液备用。
3. 转移100μl上清液,加入到与NP968核酸仪配套的96深孔板的第一、七列孔内,再向第一、七列孔内中加入150μl 结合液和5μl磁珠悬液;第二、八列孔中加入300μl washing1液;第三、九列孔中加入500μl washing2液,第六、十二列孔加100 μl洗脱液;第四、五、十、十一列孔空置,不加任何试剂。
4. 将加好的深孔板及搅拌套装入核酸提取仪,运行程序,程序步骤如下:
Figure 356832DEST_PATH_IMAGE001
 5. 吸取第六、十二列孔洗脱液转移至PCR管中,即提取的基因组DNA,置于冰箱中备用。
6. 运用微量分光光度仪(Eppendorf  BioPhotometer  plus )测定DNA的浓度和纯度,以其它3种常规商品试剂盒的提取结果作为对照,测定20组提取结果,求平均值X。结果如表1所示。
 
试剂盒 浓度(μg/ml OD260/280
本发明试剂盒1 92 1.81
本发明试剂盒2 87 1.85
本发明试剂盒3 108 1.96
索莱宝植物DNA提取试剂盒 78 1.73
金麦格植物DNA提取试剂盒 74 1.65
天根植物DNA提取试剂盒 65 1.62
表1
 从以上结果可以看出,本发明的三个试剂盒均相对于现有技术的试剂盒有着更好的DNA提取效率,并且本发明的试剂盒3相对于试剂盒1和2提取效果更佳。
实施例2
    采用实施例1的试剂盒3和  提取小麦的基因组DNA,包括如下步骤:
 1. 取30mg粉碎过的小麦叶片,加入到207μl lysis液Lysis A : Lysis B : Lysis C=150: 2 : 5,使用前混匀)中,65℃孵化30min。
2. 常温12000rpm,离心10min,观察样品沉淀完全,吸取上清液备用。
3. 转移100μl上清液,加入到与NP968核酸仪配套的96深孔板的第一、七列孔内,再向第一、七列孔内中加入150μl 结合液和5μl磁珠悬液;第二、八列孔中加入300μl washing1液;第三、九列孔中加入500μl washing2液,第六、十二列孔加100 μl洗脱液;第四、五、十、十一列孔空置,不加任何试剂。
4. 将加好的深孔板及搅拌套装入核酸提取仪,运行程序,程序步骤如下:
Figure 752041DEST_PATH_IMAGE002
 5. 吸取第六、十二列孔洗脱液转移至PCR管中,即提取的基因组DNA,置于冰箱中备用。
6. 运用微量分光光度仪(Eppendorf  BioPhotometer  plus )测定DNA的浓度和纯度,以其它3种常规商品试剂盒的提取结果作为对照,测定20组提取结果,求平均值X。结果如表2所示。
试剂盒 浓度(μg/ml OD260/280
本发明试剂盒 150 1.97
索莱宝植物DNA提取试剂盒 118 1.58
金麦格植物DNA提取试剂盒 93 1.67
天根植物DNA提取试剂盒 96 1.69
表2
实施例3
    采用实施例1的试剂盒3和市面上有的商品试剂盒提取玉米的基因组DNA,包括如下步骤:
    1. 取30mg粉碎过的小麦叶片,加入到207μl lysis液Lysis A : Lysis B : Lysis C=150: 2 : 5,使用前混匀)中,65℃孵化30min。
2. 常温12000rpm,离心10min,观察样品沉淀完全,吸取上清液备用。
3. 转移100μl上清液,加入到与NP968核酸仪配套的96深孔板的第一、七列孔内,再向第一、七列孔内中加入150μl 结合液和5μl磁珠悬液;第二、八列孔中加入300μl washing1液;第三、九列孔中加入500μl washing2液,第六、十二列孔加100 μl洗脱液;第四、五、十、十一列孔空置,不加任何试剂。
4. 将加好的深孔板及搅拌套装入核酸提取仪,运行程序,程序步骤如下:
Figure 504096DEST_PATH_IMAGE003
 5. 吸取第六、十二列孔洗脱液转移至PCR管中,即提取的基因组DNA,置于冰箱中备用。
6. 运用微量分光光度仪(Eppendorf  BioPhotometer  plus )测定DNA的浓度和纯度,以其它3种常规商品试剂盒的提取结果作为对照,测定20组提取结果,求平均值X。结果如表3所示。
试剂盒 浓度(μg/ml OD260/280
本发明试剂盒 215 1.94
索莱宝植物DNA提取试剂盒 138 1.68
金麦格植物DNA提取试剂盒 141 1.54
天根植物DNA提取试剂盒 124 1.79
表3
    以上实验结果表明,本发明的DNA提取试剂盒与其他3种常规的商品试剂盒相比,所提取的植物基因组DNA回收率高、纯度高、片段完整、无PCR抑制物质。
以上实施例仅为介绍本发明的优选案例,对于本领域技术人员来说,在不背离本发明精神的范围内所进行的任何显而易见的变化和改进,都应被视为本发明的一部分。

Claims (10)

1.一种快速磁珠法提取植物组织基因组DNA的试剂盒,其特征在于:包括Lysis A液、Lysis B液、Lysis C液、磁珠悬液、结合液、wshing1液、wshing2液、洗脱液。
2.如权利要求1所述的试剂盒,其特征在于:其中,Lysis A液为1~2% CTAB, 0.1~0.2mol/L氯化钠,10~20mmol/L EDTA,80~ 120mmol/L Tris-HCL ,pH=7.5~ 8.5;Lysis B液为10~ 20%β-巯基乙醇;LysisC  液为10~30mg/mL蛋白酶K;磁珠悬浮液由磁珠和含有10~20mmol/L氯化钠及0.01~0.05% NaN3 的水溶液按1:30~50的重量比组成;结合液为5~10% PEG8000(聚乙二醇8000),2~4M GITC(异硫氰酸胍);washing1液为0.5~1mol/L GITC,0.1~0.2mol/L氯化钠,5~10mmol/L EDTA,20~ 40mmol/L Tris-HCL ,0.2% trionx-100, pH=5.5~ 6.5;washing2液为5~10mmol/L EDTA,20~ 40mmol/L Tris-HCL ,0.1~0.2mol/L氯化钠, pH=5.5~ 6.5;洗脱液为0.5~1.5mmol/L EDTA,5~ 15mmol/L Tris-HCL,PH=7.5~8.5。
3.如权利要求2所述的试剂盒,其特征在于:其中,Lysis A液为1.6% CTAB, 0.12mol/L氯化钠,15mmol/L EDTA,80mmol/L Tris-HCL ,pH=7.8;Lysis B液为20%β-巯基乙醇;LysisC 液为20mg/mL蛋白酶K;磁珠悬浮液由磁珠和含有20mmol/L氯化钠及0.03% NaN3 的水溶液按1:35的重量比组成;结合液为10% PEG8000(聚乙二醇8000),3.5M GITC(异硫氰酸胍);washing1液为0.5mol/L GITC,0.14mol/L氯化钠,8mmol/L EDTA,25mmol/L Tris-HCL ,0.2% trionx-100, pH=5.8;washing2液为8mmol/L EDTA,25mmol/L Tris-HCL ,0.14mol/L氯化钠, pH=5.8;洗脱液为0.1mmol/L EDTA,5mmol/L Tris-HCL,PH=8.2。
4.如权利要求l-3任一项所述的试剂盒,其特征在于:所述磁珠的直径为0.5~2μm。
5.一种利用权利要求1-4任一项所述的试剂盒快速提取植物组织基因组DNA的方法,其特征在于:包括如下步骤:
    1)将25~100mg预处理后的新鲜植物组织加入到Lysis溶液(Lysis A : Lysis B : Lysis C=150~200 : 2 : 5)中,60~70℃温浴15~30min;
    2)12000r离心10min,取上清液100μl,加入结合液100~150μl和5μl磁珠悬液,混合均匀;
    3)将磁珠转移到washing1液中清洗;
4)将磁珠转移到washing2液中清洗;
5)清洗后的磁珠用洗脱液进行洗脱,得到纯化的DNA 。
6.如权利要求5所述的提取方法,其特征在于:步骤1)中,样品与Lysis液的质量体积比为25~100mg : 150~250μl。
7.如权利要求5所述的提取方法,其特征在于:步骤2)中,上清液与结合液的体积比为1 : 1~2。
8.如权利要求5所述的提取方法,其特征在于:步骤3)中,参与核酸提取的磁珠与washing1液的体积比为5~10 : 200~400 ,优选的,步骤4)中,参与核酸提取的磁珠与washing2液的体积比为5~10 : 400~600 。
9.如权利要求5所述的提取方法,其特征在于:步骤1)中,样品与Lysis液的质量体积比为30mg : 207μl;步骤2)中,上清液与结合液的体积比为1:1.5;步骤(3)中,参与核酸提取的磁珠与washing1液的体积比为5: 300 ;步骤4)中,参与核酸提取的磁珠与washing2液的体积比为5 : 500。
10.如权利要求5所述的提取方法,其特征在于:所述植物组织包括新鲜植物叶片、干植物叶片、大豆种子、小麦种子、玉米种子等。
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