用于从植物组织中分离 DNA 的 CTAB 协议传统的植物 DNA 提取方法和简化的替代方法

现代基因组学技术有望彻底改变植物生物学，生成数据以加速作物改良、优化植物选择并增进我们对植物生物学的基本了解。 1 此类技术和应用依赖于从各种不同植物物种和样品类型中提取高质量 DNA。

为了跟上这个快速发展的领域，DNA 提取方案必须稳健、灵活、一致且快速。但即使是最可靠的 DNA 提取方案，植物组织也会面临一些挑战。植物细胞壁非常难以分解，细胞中含有许多阻碍提取并抑制下游分子生物学应用的化合物。

CTAB 方法：从植物叶子和种子中提取 DNA

克服植物提出的挑战组织，十六烷基三甲基铵溴化甲烷 (CTAB) 方法已成为从叶子和种子中提取和纯化 DNA 的\"首选”方案。它于 20 世纪 80 年代开发，自此以来一直被使用，针对不同的植物物种进行了各种修改。2-5

在 CTAB 程序中，第一步是分解组织，其中包括冷冻您的组织。使用液氮的植物样品。组织冷冻后，用研钵、杵或搅拌机将其磨成细粉。研磨后，将组织转移至试管中并添加 CTAB 缓冲液。 CTAB 缓冲液促进细胞裂解，并防止次级代谢物干扰 DNA 提取和下游程序。

植物细胞裂解后，添加 RNase A 来消化 RNA，并使用苯酚/氯仿萃取，离心后将样品分离成两个不同的水相和有机相。非极性分子迁移到有机相中并离开位于水相中的 DNA 和其他极性分子后面。在水相上重复提取，直至其完全澄清，并收集所有 DNA。收集水相，并用异丙醇沉淀出回收的DNA。通过离心沉淀沉淀物并用 70% 乙醇洗涤以除去提取过程中引入的盐。倒出乙醇后，沉淀中残留的乙醇就会蒸发，干燥的沉淀会重新悬浮在您为下游应用（例如 PCR 或 NGS）选择的缓冲液中。

执行 CTAB DNA 提取之前的注意事项

安排 DNA 提取时间

从研磨开始使用研钵和研杵重悬粘性 DNA 沉淀，完整的 CTAB 方案可能需要大约两个小时来处理少量样品。该方案还有 20 多个步骤，并且随着样本数量的增加，完成 DNA 提取所需的时间也会大幅增加。仔细计划您的一天，并留出适当的时间来完成整个协议。

使用危险材料

在第一个研磨步骤中使用液氮时必须小心因为即使短时间暴露，它也会迅速冻结皮肤组织并导致冷烧伤。此外，使用苯酚和氯仿也存在生物安全隐患：苯酚可引起化学灼伤，而氯仿是潜在的致癌物。6,7 对于许多食品检测实验室来说，这些有毒化学品的使用是一个主要问题。使用苯酚/氯仿还会产生有机废物，需要特殊的储存容器和处置程序。确定在开始 DNA 提取之前，您已制定了适当的安全方案。

处理植物组织

组织研磨可能因样品而异，导致提取效率和 DNA 质量存在显着差异。为了在样品之间实现更一致的组织破坏，您还可以使用搅拌机，尽管此步骤的吞吐量仍然较低且耗时。组织研磨得越细，DNA 提取的效率就越高，这是成功提取 DNA 的关键步骤。

相分离

苯酚/氯仿/苯酚/氯仿/异戊醇用于从细胞碎片中提取植物 DNA，一旦添加并涡旋，混合物就会分离成三个不同的相：水相、间相和有机相。虽然去除水相并重复萃取既费时又费力，但在不干扰界面的情况下去除所有水相也可能具有挑战性。结果，您可能会避免 DNA 落后或残留来自间相和有机相的污染物，从而降低整体 DNA 产量和质量。

PCR 抑制剂

来自植物组织的几类生化物质 - 多糖、脂质、多酚和/或其他次级代谢物 - 可与 DNA 共沉淀，从而抑制依赖于热稳定 DNA 聚合酶的下游应用，例如 PCR。这些化合物的结构和浓度在不同植物物种之间也可能存在很大差异，使得\"一刀切”CTAB 方案的开发和优化变得困难。8,9 此外，整个 CTAB 方案中引入的苯酚和其他盐可能会保留，即使在大量乙醇洗涤后也是如此。这些杂质还会干扰下游应用，包括 PCR 和 NGS。10

Zymo 从植物组织中分离 DNA 的替代方法

如果这一切看起来有点多，那么您没有错。令人高兴的是，有植物特异性 DNA 分离与传统 CTAB 方案及其变体相比，该试剂盒提供更快、更一致、高纯度的 DNA 提取。这些对于维持和进一步支持农业研发快速发展的步伐、范围和规模至关重要。

Zymo 的 Quick-DNA 植物/种子试剂盒使用珠打和基于柱的纯化来提供简单、快速的方法从各种植物来源中分离无抑制剂 DNA 的工作流程（图 1）。不存在重复且冗长的相分离步骤或使用危险试剂，因此您可以进一步简化实验室操作并保护关键人员的安全。您还可以跳过冗长的 RNase 消化、孵育和离心阶段以及沉淀步骤。

图 1。我们简单的植物和种子 DNA 纯化工作流程非常适合各种样品类型并为多种下游应用提供高质量 DNA。

DNA 提取方案仅需 15 分钟即可完成，为您提供获得高质量 DNA 的直接途径。如果您正在处理具有挑战性的植物物种，例如可可和大麻，请尝试我们最先进的 BashingBeads，以获得更完全的裂解和更一致的产量（图 2）。11-14

图 2。 Quick-DNA 植物/种子试剂盒可从最具挑战性的植物物种中提供高性能 DNA。

我们的结合化学、清洗溶液和旋转柱技术可去除多糖、脂质和其他常见下游抑制剂和污染物，提供超纯DNA，损失最小。此外，我们的协议已经过优化，可以与广泛的应用程序一起使用植物物种和样本类型的研究，使现代植物基因组学取得新颖和快速的进步。了解我们如何帮助您在更短的时间内提取高质量的植物 DNA。

在此详细了解我们的植物 DNA 分离套件：了解更多参考文献植物和作物物种的基因组学时代 – 已取得的进展和未来需要完成的任务。 IntechOpen 网站：https://www.intechopen.com/chapters/49877。发表于 2016 年 7 月 14 日。访问日期为 2021 年 10 月 27 日。Doyle J，Doyle J。少量新鲜叶组织的快速 DNA 分离程序。植物化学公牛。 1987;19(1):11-15.穆雷 MG 和汤普森 WF。快速分离高分子量植物 DNA。核酸研究。 1980； 8（19）； 4321–4325。 https://doi.org/10.1093/nar/8.19.4321Aboul-Maaty NAF，奥拉比有。应用改进的基于 CTAB 的方法从不同植物目中提取高质量基因组 DNA。公牛国家研究中心。 2019；43(25)。 doi.org/10.1186/s42269-019-0066-1穆罕默德一世，张T，王Y，等人。 CTAB协议的修改l 代表玉米。生物技术研究杂志。 2013；8：41–45.22。苯酚的安全使用|安全服务。加州大学戴维斯分校安全服务网站：https://safetyservices.ucdavis.edu/safetynet/safe-use-of-pheno。 2020 年 3 月 26 日发布。2021 年 10 月 27 日访问。致癌物报告，第十四版。国家毒理学计划网站：https://ntp.niehs.nih.gov/ntp/roc/content/profiles/氯仿.pdf。 2016 年 11 月 3 日发布。2021 年 10 月 27 日访问。Aboul-Maaty NAF，Oraby HAS。应用改进的基于 CTAB 的方法从不同植物目中提取高质量基因组 DNA。公牛国家研究中心。 2019；43(25)。 doi.org/10.1186/s42269-019-0066-1CTAB 从植物组织中分离 DNA 的方案。 OPS 诊断网站：https://opsdiagnostics.com/notes/protocols/ctab_protocol_for_plants.htm。访问日期：2021 年 10 月 27 日。Angeles JGC、Laurena AC、Tecson-Mendoza EM。从富含脂质、多糖和多酚的椰子 (Cocos nucifera L.) 中提取基因组 DNA。植物分子生物学报告。 2012；23(3)：297-298。 doi：10.1007/BF02772760Kamber T、Malpica-López N、Messmer MM 等。用于快速检测和定量羽扇豆炭疽菌的 qPCR 测定。植物。 2021；10(8):1548。 doi:10.3390/PLANTS10081548Romero Navarro JA、Phillips-Mora W、Arciniegas-Leal A 等人。应用全基因组关联和基因组预测来提高可可生产力和对黑豆荚和霜豆病的抵抗力。前植物科学。 2017；8：1905。 doi:10.3389/fpls.2017.01905Cornejo OE、Yee MC、Dominguez V 等人。对巧克力树 Theobroma cacao L. 进行群体基因组分析，为其驯化过程提供了见解。公共生物学。 2018；1：167。 doi:10.1038/s42003-018-0168-6Garfinkel AR, Otten M, Crawford S. 潜在失效的四氢大麻酚酸合酶中的 SNP 是大麻基因中大麻二酚酸优势的标记。 2021；12(2):228。 doi:10.3390/GENES12020228 2022 年 2 月 9 日 在 Facebook 上分享 在 Twitter 上分享 在 LinedInTopicsCOVID-1 上分享9DNA 环境表观遗传学微生物组NGSP 质粒纯化 RNA 样本集合酵母特色博客今天保护，明天更美好环境NGSS示例Collection 宣布 Zymo Research 分子野生动物与生态学资助获得者阅读更多如何选择 DNA 和 RNA 纯化试剂盒DNA选择满足您需求的 DNA 或 RNA 纯化试剂盒 了解更多 初看尼安德特人的面孔NGSDNA 甲基化分析和现代人的进化史阅读更多注册独家内容

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