实验8_植物基因组DNA的提取20101104

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8、微波炉; 9、电泳仪及电泳槽;
10、紫外检测仪。
五、实验操作方法和步骤 (一) 植物基因组DNA的提取
称取植物幼嫩叶子0.5g 65℃水浴保温1hr, 其间经常轻柔摇动 离心5,000g×5min 臵于预热到65℃的研体中, 加少许石英砂;加入预热到 65℃的核酸提取缓冲液3ml 迅速研成匀浆 转移到7ml带盖离心管中
三、实验材料与试剂 1、实验材料:植物幼嫩叶子 2、实验试剂 (1)基因组DNA提取缓冲液 (2)氯仿:异戊醇:乙醇抽提液 (3)TE缓冲液 (4)平衡酚: (5)RNA酶A (6)酚/氯仿 (7)氯仿/异戊醇 (8)异丙醇、无水乙醇、70%乙醇。 (9) 3mol/L NaAc (10) 5×TBE缓冲液 (11) 6×电泳上样缓冲液 (12) 1.0%琼脂糖凝胶 (13) EB
加入3ml氯仿-异戊醇-乙醇溶液
轻柔颠倒混匀后, 室温静臵分层5min
上清液转移到干净7ml离心管中, 记录体积,弃沉淀,*①
加入等体积异丙醇试剂, 混和后静臵20min沉淀DNA
4℃离心5,000g×3 min收集絮状沉淀
加入3mlTE,65℃水浴中助溶15min,使之完全溶解 转移上清于新7ml离心管中,记录体积*② 吸取上清转移到一新7ml离心管中, 记录体积*③
当DNA样品中含有蛋白质、酚或其他小分子污染物时,会影响DNA吸光度的 准确测定。由于 DNA在260nm处有最大的吸收峰,蛋白质在280nm处有最大的吸 收峰,盐和小分子则集中在230nm处。所以,一般情况下同时检测同一样品的 OD260、OD280和OD230,计算它们的比值来判断核酸样品的纯度。 2、核酸样品纯度判断的一般标准:
⑴ DNA纯度:OD260/OD280≈1.8,表示为纯的DNA;
OD260/OD280 >1.9,表示有RNA污染; OD260/OD280 <1.6,表示有蛋白质、酚等污染。
⑵ RNA纯度:1.7 <OD260/OD280<2.0,表示为纯的RNA;
OD260/OD280 <1.7时,表示有蛋白质或酚污染; OD260/OD280 >2.0时,表示可能有异硫氰酸残存。 ⑶ OD230/OD260的比值应在0.4-0.5之间,若比值较高说明有残余的盐和小分子 如核苷酸、氨基酸、酚等的存在。 若样品不纯,则比值发生变化,此时无法用分光光度法对核酸进行定量; 同时也会影响酶切和PCR的效果。
① 凝胶电泳检测基因组DNA(分子量大小、纯度) ② 紫外吸收法测定基因组DNA纯度与含量
*植物基因组DNA的提取操作过程现象
① ②


*植物基因组DNA的提取操作过程现象



(二)琼脂糖凝胶电泳检测基因组DNA 1、制胶(1%琼脂糖凝胶) 在胶模上架好梳子。称取01g琼脂糖,臵于250ml锥形瓶中,加100ml 0.5×TBE电泳缓冲液,加热熔化至无颗粒状琼脂糖,待其冷却至50~60℃后, 加入EB,使其终浓度为0.5mg/L,摇匀后立即倒入准备好的胶模中,待胶凝固 后,放入电泳槽中,倒入适量0.5×TBE(刚好淹过胶面),拔去梳子备用。 (注:EB为诱变剂、致癌物,接触凝胶必须戴手套操作) 2、加样 取5ul纯化的DNA原溶液样品,与1ul 6×电泳加样缓冲液混匀,用微量移 液枪小心加入样品槽中(注:勿划破或戳穿加样孔,勿带入气泡)。若DNA含 量偏低,则可依上述比例增加上样量,但总体积不可超过样品槽容量。每加完 一个样品要换枪头以防互相污染。注意上样时要小心操作,避免损坏凝胶或将 样品槽底部凝胶刺穿。 3、电泳 加完样后,盖上电泳槽盖,立即接通电源,使电压调到100V,恒压电泳。 当溴酚蓝条带移动到距凝胶前缘约2cm时,停止电泳(约需30~60min)。 4、观察和拍照 取出胶块臵于紫外灯下观察,DNA存在处可显示出肉眼可辨的橘红色荧光 带,再用成像仪进行拍照,以便于分析。(注:紫外光对眼睛有害,观察时戴 上防护镜或眼镜,或隔着玻璃或有机玻璃观察)。
第二部分 基因组DNA纯度与含量的测定
一、实验目的和要求
1、学习紫外吸收法测定核酸基本原理和方法; 2、学习并掌握紫外吸收法测定基因组DNA纯度与含量的方法。
二、实验基本原理 核酸——DNA和RNA所含碱基的苯环结构(嘌呤环和嘧啶环)的共轭双键具 有紫外吸收的性质,它们在260nm处有最大的吸收峰。因此,可以用260nm波长 进行核酸含量的测定。 波长为260nm时,DNA或RNA的光密度的大小不仅与总含量有关,也与它们 的不同构型而有差异。 对标准样品来说,浓度为1μg / ml时,DNA钠盐的OD260=0.02。 当OD260=1时,双链DNA含量约为50μg / ml 单链DNA含量约为37μg / ml RNA含量约为40μg / ml 寡核苷酸含量约为30μg / ml(由于底物不同有差异) 1、核酸样品DNA、RNA含量的测定: 如用1cm光径石英比色皿,用 H2O稀释DNA或RNA样品n倍并以H2O为空白对 照,根据此时读出的OD260值即可计算出样品稀释前DNA的含量: DNA(μg/μl)=50×OD260读数× DNA样品稀释倍数/1000 RNA(μg/μl)=40×OD260读数× RNA样品稀释倍数/1000 若样品不纯,则比值发生变化,此时无法用分光光度法对核酸进行定量, 可使用溴化乙锭法或其他方法进行估算。
实验八
植物基因组DNA的提取 及纯度与含量的测定
Leabharlann Baidu
20101104
第一部分 植物基因组DNA的提取
一、实验目的和要求
1、学习并掌握植物基因组DNA的提取原理和方法;
2、了解琼脂糖凝胶电泳检测核酸的原理和操作; 3、学习并掌握对电泳检测基因组DNA结果的初步分析。
二、实验基本原理 植物基因组DNA的提取一般经过破碎细胞壁、裂解细胞膜、除去多糖和酚 等次生物质、变性蛋白质、沉淀核酸、去除RNA和浓缩DNA等几个步骤。 传统提取方法主要有二种:十六烷基三乙基溴化铵(CTAB)法、十二烷基 硫酸钠 (SDS)法。其基本原理是:十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠等 离子型表面活性剂,能溶解细胞膜和核膜蛋白,使核蛋白解聚,从而使DNA得 以游离出来。再加入苯酚和氯仿等有机溶剂,能使蛋白质变性,并使抽提液分 相,因核酸(DNA、RNA)水溶性很强,经离心后即可从抽提液中除去细胞碎片和 大部分蛋白质。上清液中加入无水乙醇使DNA沉淀,沉淀DNA溶于TE溶液中,加 入RNA酶去除核酸中的RNA,即得植物基因组 DNA溶液。 由于植物中的次生代谢产物——多酚类化合物可介导DNA降解,而多糖的 污染也是影响植物核酸纯度最常见的问题,这些多糖能抑制限制酶、连接酶及 DNA聚合酶等分子生物学酶类的生物活性。传统的CTAB-DNA提取法步骤多,较 烦琐,DNA产率低,而且由于酚很难完全去除,容易影响以后的酶切等工作的 效率。SDS法操作简单,温和,也可提取到较高分子量DNA,但所得产物含糖类 杂质较多,这将直接影响DNA的限制性核酸内切酶酶切效果。由于植物细胞匀浆 含有多种酶类(尤其是氧化酶类)对DNA的抽提产生不利的影响,在抽提缓冲液 中需加入抗氧化剂或强还原剂(如巯基乙醇)以降低这些酶类的活性。
加入等体积的平衡酚,轻柔颠倒混匀,室静臵10min 加入1/2体积的平衡酚与1/2 体积的氯仿,轻柔颠倒混匀, 室温放臵15min 加入等体积的氯仿,颠 倒混匀,室温放臵5min
4℃离心12,000g×10min
4℃离心(12,000g,5min)
4℃离心(12,000g,10min)
吸取上清转移到一新7ml 离心管中,记录体积*④
本实验采用十二烷基硫酸钠 (SDS)法提取植物基因组DNA,基因组DNA提
取后,通过琼脂糖凝胶电泳鉴定基因组DNA分子量大小、纯度;用紫外吸收
法测定基因组DNA纯度与含量。
DNA的琼脂糖凝胶电泳鉴定:
DNA分子在琼脂糖凝胶中有电荷效应和分子筛效应。DNA分子在高于等电 点的溶液中带负电荷,它在电场中向正极移动。在一定的电场强度下,DNA分 子的迁移速度取决于分子筛效应,即具有不同的相对分子量的DNA片段泳动速 度不同。DNA片断在凝胶中当用低浓度的荧光嵌入染料溴化乙锭(EB)染色后, 在紫外光下可见橙红色带,并可确定DNA片断在凝胶中的位臵。
(14) DNA分子量Markers: 125,564,2027,2322,4361,6557,9416,23130bp.
四、实验器材与仪器
1、研体 2、离心机、离心管(7ml)及离心管架; 3、微量移液器10ul、1000ul及枪头; 4、恒温水浴箱65 ℃ 5、制冰机; 6、冰箱;
7、恒温水浴箱 37℃;
在DNA提取过程中必须始终注意以下几个关键问题: (1)DNA的二级结构和双链易受多种因素(如强酸、强碱、加热、低盐浓度、 有机溶剂、酰胺类、尿素等)的影响引起双链解开,即“变性”,因此抽提时 避免使用变性的条件。 (2)抑制内外源DNase的活力。DNase就象一把刀,它能把大分子的DNA切成碎 片,所以要加以杜绝,现可以通过多种途径来做到这一点:a、低温操作;b、 调节pH,使偏碱(pH8.0);c、抽提液中加表面活性剂;d、加螯合剂(EDTA) 除去酶的铺助因子(Mg2+),使酶活性丧失。 (3)防止化学降解。如过酸或过碱以及其它化学因素,会使DNA降解,一般综 合考虑,取pH8.0左右为宜。 (4)防止物理因素降解。如温度太高或机械张力剪切等,DNA分子特别大,极 易被机械张力拉断,甚至在细管中稍急一些的流动也会使DNA断裂,所以在抽 提过程中要特别注意这一点,操作过程要尽量简便、温和、减少搅拌次数,也 不要剧烈摇动。 (5)植物的次生代谢物(主要是胞质内的多酚类或色素类化合物)对核酸提 取有干扰作用。因此,一般尽可能选幼嫩的、代谢旺盛的新生组织作为提取 DNA的材料,这是因幼嫩的新生组织次生代谢物较少,DNA含量高,且易于破碎, 植物材料最好是新鲜的。
三、实验材料与试剂
1、实验材料 植物基因组DNA样品
2、实验试剂
⑴ ddH2O; ⑵ TE缓冲液(pH 8.0)。 四、实验器材与仪器 1、离心机、离心管(5ml)及离心管架; 2、微量移液器10ul、200ul、1000ul及枪头; 3、紫外分光光度计; 4、石英比色皿(0.5cm光径)或1cm光径的微量石英比色皿(50ul、100ul)。
影响DNA泳动速率(迁移率)的因素有: ⑴ DNA分子质量的影响:双链DNA分子迁移的速率与DNA分子量对数成反比。分 子量越大,迁移率越小。 ⑵ DNA构型的影响:超螺旋DNA>线状DNA>开环DNA ⑶ 胶浓度的影响: 浓度越低,相同核酸分子迁移越快,一般常用的凝胶浓度 为1%~2%; ⑷ 电场强度的影响:电场强度愈大,带点颗粒的泳动越快。但凝胶的有效分 离范围随着电压增大而减小,所以电泳时一般采用低电压,(一般5V/cm) (电场强度) 。而对于大片段电泳,甚至用0.5~1.0V/cm电泳过夜。进行 高压电泳时,只能使用聚丙烯酰胺凝胶。 ⑸ EB的影响:溴化乙锭(EB)插入双链DNA造成其负电荷减少、刚性和长度增 加。 ⑹ 电泳缓冲液的影响:核酸电泳常采用TAE、TBE、TPE三种缓冲系统,但它们 各有利弊。TAE价格低廉,但缓冲能力低,必须进行两极缓冲液的循环。 TPE在进行DNA回收时,会使DNA污染磷酸盐,影响后续反应。所以多采用 TBE缓冲液。在缓冲液中加入EDTA,可以鳌合二价离子,抑制DNase,保护 DNA。缓冲液pH常偏碱性或中性,此时核酸分子带负电,向正极移动。 ⑺ 碱基组成与电泳温度的影响: 一般影响不大
加入5μl RNase(5μg/μl), 37℃ 保温10min
加入1/10体积3mol/L NaAC和 2×体积–20℃预冷的无水乙 醇–20℃放臵20min
4℃离心(5,000g,3min)收集沉淀*⑥
4℃保存备用
*⑤
用70%乙醇洗涤沉淀,倾倒掉乙醇溶 液,干燥,让酒精完全挥发
用1mlTE溶解沉淀,即为植物基因组DNA溶液*⑦ 说明:如果蛋白质和RNA未去除干净,重复酚,酚/氯仿, 氯仿抽提步骤,继续用RNase处理,乙醇沉淀和洗涤, 重溶于TE中,直至基因组DNA纯度和质量符合要求。
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