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1、植物總DNA的提取及瓊脂糖凝膠電泳檢測,植物基因組DNA的提取瓊脂糖凝膠電泳檢測,脫氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起以核蛋白(DNP)的形式存在。在制備核酸時通常破壞細(xì)胞壁及細(xì)胞膜來使核蛋白釋放出來。植物總DNA包括細(xì)胞核DNA和細(xì)胞核外DNA,前者存在于細(xì)胞核內(nèi),后者存在于細(xì)胞質(zhì)中有半自主性復(fù)制活性的細(xì)胞器內(nèi),例如線粒體DNA(mtDNA)和葉綠體DNA(ctDNA)。,背景知識,核酸的存在形式,DNA為白色類似石棉樣的纖維狀物,RNA的純品呈白色粉末或結(jié)晶。DNA、RNA和核苷酸都是極性化合物,一般都溶于水,不溶于乙醇、氯仿等有機溶劑,它們的鈉鹽比游離酸易溶于水。
2、在酸性溶液中,核酸易水解,中性或弱堿性溶液中較穩(wěn)定。,核酸的理化性質(zhì),細(xì)胞破碎抽提去蛋白質(zhì)沉淀核酸,,,基本過程,機械方法:超聲波處理法、研磨法、勻漿法;化學(xué)試劑法:用SDS處理細(xì)胞;酶解法:加入溶菌酶,破壞細(xì)胞壁。,,細(xì)胞破碎,SDS法SDS是有效的陰離子去垢劑,細(xì)胞中DNA與蛋白質(zhì)之間常借靜電引力或配位鍵結(jié)合,SDS能夠破壞這種價鍵。CTAB法CTAB是一種陽離子去垢劑,它可以溶解膜與脂膜,使細(xì)胞中的DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物釋放出來,并使蛋白質(zhì)變性,使DNA與蛋白質(zhì)分離。,DNA提取,蛋白質(zhì)常用苯酚:氯仿:異戊醇(25:24:1)或氯仿:異戊醇(24:1)抽提。RNA常選用RNase消化,或是
3、用LiCl來消除大分子的RNA。酚類物質(zhì)提取液中加少量巰基乙醇,選取幼嫩的材料。多糖提取液中加1PVP。,DNA純化(去雜質(zhì)),實驗材料新鮮蔬菜葉片(去葉脈)試劑2CTAB抽提液TE緩沖液(pH=8.0)氯仿:異戊醇(24:1),材料與試劑,離心機水浴鍋研缽微量移液器,儀器用具,移液器量程的選擇,1取2g清洗涼干的新鮮葉片于研缽中,加1/3藥匙石英砂和4mL2倍的CTAB提取液,迅速研磨。2將1mL研磨液轉(zhuǎn)入1.5mL離心管中,置于65水浴中保溫20min,其間顛倒混勻23次。破碎細(xì)胞3.12000r/min離心5min,取上清液700L轉(zhuǎn)到另一離心管中。加入等體積氯仿:異戊醇(24:1)混合
4、液,充分顛倒混勻。12000r/min,離心5min。抽提去蛋白4將上清液移入新的1.5mL離心管內(nèi),加600L異丙醇。顛倒混勻,可見DNA絮狀沉淀。沉淀核酸512000r/min,離心1min,倒掉上清液,將離心管倒置干燥。將沉淀回溶于20LTE緩沖液待測。,操作步驟,1)選取新鮮材料,研磨迅速徹底,研磨好的材料應(yīng)與CTAB抽提液充分混勻;2)若提取產(chǎn)物有顏色,可能是材料中含有較多的多酚類物質(zhì),添加巰基乙醇(25),盡可能選取幼嫩的材料;3)為了獲得具有生物活性的天然核酸,在分離制備過程中必須采用溫和的條件,避免過酸過堿、劇烈地攪拌,防止熱變性,同時還要避免核酸降解酶類的降解。,注意事項,,
5、DNA分子在高于等電點的PH溶液中帶負(fù)電荷,在電場中向正極移動。在一定電場強度下,DNA分子的遷移速度與相對分子質(zhì)量的對數(shù)成反比。,電泳原理,瓊脂糖是一種線性多糖聚合物。濃度越高,孔隙越小,其分辨能力就越強。,,儀器和試劑,儀器電泳儀電泳槽灌膠模具等,Tris-硼酸(TBE)Tris-乙酸(TAE)Tris-磷酸(TPE),常用電泳緩沖液,電泳指示劑溴酚蘭在堿性液體中呈紫蘭色,一般與蔗糖、甘油或聚蔗糖400組成上樣緩沖液。作用:增加樣品比重,以確保DNA均勻沉入加樣孔內(nèi)。形成肉眼可見的指示帶,預(yù)測核酸電泳的速度和位置。使樣品呈色,使加樣操作更方便。,上樣緩沖液,溴化乙錠(EB)是一種熒光染料,
6、EB分子可嵌入核酸雙鏈的堿基對之間,在紫外線激發(fā)下,發(fā)出紅色熒光。其熒光強度與DNA的含量成正比。據(jù)此可粗略估計樣品DNA濃度。瓊脂糖凝膠EB染色,肉眼可見核酸電泳帶,其DNA量一般5ng。,核酸染色劑,注意事項:EB是致癌物質(zhì),切勿用手接觸,更不要污染環(huán)境。,DNA分子量標(biāo)準(zhǔn),不同種類DNAMarker,1.凝膠制備制備0.8%瓊脂糖凝膠。稱取適量瓊脂糖加入20mL0.5TBE,加熱至瓊脂糖全部熔化,冷卻至50-60時,加入EB至終濃度0.5g/mL。緩慢倒入膠板,待膠凝固后拔出梳子。2.加樣取10lDNA樣液與2l上樣buffer混勻,用微量移液器小心加入樣品槽。3.電泳接通電源,切記靠近加樣孔的一端為負(fù),電壓為15V/cm(長度以兩個電極之間的距離計算),待溴酚蘭移動到一定位置,停止電泳。4.觀察拍照,四、操作步驟,,,,,1.結(jié)合原理,簡述CTAB法分離提取植物總DNA的基本過程。2.為了獲得高質(zhì)量的植物總DNA,在分離提取過程中應(yīng)注意那些問題?,What?!How?!,思考,