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法學如何從植物中分離基因組DNA
介紹
從動物中提取和分離DNA相對
容易，因為不同物種的不同組織具有相當相似的特性。但對於植物而言，由於植物會產生各種代謝物和生物分子，從不同物種中提取基因組DNA極其困難。此外，不同物種之間的生物化學差異也相當大。
當涉及到從植物中分離DNA時，兩種型別的植物生物分子，多酚和多糖構成了一個主要問題。這些生物分子會干擾DNA分離過程中的各個步驟。
植物DNA分離的步驟
為了從植物中分離DNA並選擇任何分離方法，應牢記以下幾點：
所使用方法應提供最高的DNA濃度。
所選擇的組織型別應提供最高的DNA濃度。
所選擇提取方法應適用於PCR擴增。
CTAB法DNA提取
為了克服從植物組織中分離基因組DNA的困難，使用CTAB法，這也是最常用的方法。CTAB代表十六烷基三甲基溴化銨。
該方法由Doyel和Doyel於1980年開發，從那時起就被用於從植物中提取DNA。
CTAB流程
第一步是用液氮冷凍植物組織。組織冷凍後，用研缽和研杵將其磨成細粉。
下一步，向細磨的粉末中加入CTAB緩衝液。這種CTAB緩衝液有助於植物細胞的裂解，並促進基因組DNA的釋放。它還能阻止多糖和酚類等生物分子干擾分離過程。
細胞裂解後，加入稱為RNase的酶來消化RNA。DNA也藉助氯仿和苯酚混合物與細胞碎片分離。
將整個混合物離心以形成兩個不同的層。第一層是有機相，含有非極性分子；第二層是水相，含有DNA和極性分子。
水相反覆離心，直至澄清，然後收集DNA。
用異丙醇沉澱澄清水相中存在的DNA。再次離心該溶液，直至在底部形成少量DNA沉澱。
該沉澱物含有額外的鹽分，透過用70%乙醇洗滌將其去除。去除鹽分後，讓殘留的乙醇揮發，並將沉澱物重新懸浮在合適的緩衝液中。
DNA沉澱的另一種方法
苯酚和氯仿通常用於提取高分子量DNA。但這兩種化合物都具有潛在危害，會造成一些嚴重的醫療問題，如燒傷和癌症。
為避免這些健康危害，可以使用一種替代方法，該方法跳過苯酚和氯仿的使用，並且可以用於分離較小尺寸的DNA片段。這種方法被稱為固相分離法。
提取的DNA的儲存
一旦DNA以沉澱物的形式形成，就可以將其懸浮在無菌水中短暫儲存，並應立即使用。
但如果需要長期儲存DNA，則應使用TE（Tris-EDTA）緩衝液。
如果PCR過程遵循DNA提取，那麼EDTA會阻礙該過程，在這種情況下，應新增額外的鎂離子。
植物基因組DNA分離的侷限性
用CTAB法提取DNA非常耗時、繁瑣和費力，並且獲得的產品也很少。提取一個樣本的DNA大約需要2個小時，隨著樣本數量的增加，時間也會增加。
液氮極其危險，即使少量濺到皮膚上也會造成凍傷。苯酚也會造成燒傷，氯仿具有潛在的致癌性，應小心儲存和安全處置。
用研缽和研杵研磨和研製可能會導致獲得的DNA質量差異。因此，可以使用研磨機來製成細糊狀物，這可以增加DNA的產量。
離心步驟後，應小心分離水相和有機相，這是一個繁瑣的過程。輕微的干擾可能會導致DNA再次與碎片混合。
即使用乙醇反覆清洗，在整個分離過程中使用的苯酚和其他鹽分也可能殘留在DNA中。
自動化替代方案
如今，可以使用珠磨和基於柱的分離和純化方法等自動化過程，這些過程可在15分鐘內完成，更加一致，分離出的DNA純度也更高，可以根據實驗室的要求進行簡化，並使技術人員免受危險化學品的傷害。
結論
在大多數實驗室、研究機構和學院中，植物DNA都是透過傳統的CTAB方法提取的。但由於其冗長的程式和低通量，它已被更快的提取方法所取代，這些方法可以節省時間並提高產量，並且可以用於提取DNA較為困難的植物（如大麻和可可），從而促進現代植物基因組學的創新和快速發展。
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