王樹艷,沈前程
(1.廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣西 南寧 530007;2.廣西金陵農(nóng)牧集團(tuán)有限公司,廣西 南寧 530049)
高質(zhì)量的DNA在開展基因組分子生物學(xué)試驗(yàn)和動(dòng)物分子育種檢測(cè)中起基礎(chǔ)性的作用[1],通過提取雞DNA,通過PCR方法鑒定雞矮腳基因[2]、隱性白基因[3]。雞血樣中含有豐富的DNA。提取高質(zhì)量雞血樣DNA提取方法多樣[4],各有優(yōu)缺點(diǎn)?,F(xiàn)行的雞血樣DNA提取存在過程復(fù)雜,使用有機(jī)試劑或價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)[5-7]。為更有效地提取雞血樣DNA,本試驗(yàn)在前人研究的基礎(chǔ)上,經(jīng)過改進(jìn)建立了一種簡便、快捷的雞抗凝血DNA提取方法,它優(yōu)于現(xiàn)行的血液DNA提取試劑盒。該法提取的DNA,質(zhì)量穩(wěn)定,純度高。
1.1 儀器與試劑分光光度儀(Nanno-100微量);PCR儀(SEDI G Thermo Cycler);凝膠成像儀(美國威泰克);2xTaq PCR Master Mix(天根生化科技(北京)有限公司),TIANamp Blood DNA Kit試劑盒;EDTANa2、無水乙醇、NaCl等其他試劑為化學(xué)分析純。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 雞抗凝血采集 翅下靜脈采集12只 3%EDTANa2(抗凝劑:血液=1:9)抗凝的青腳麻羽公雞血樣(廣西金陵種雞場(chǎng)),用以下方法分別提取DNA。
1.2.2 試劑盒提取DNA 按血樣DNA提取試劑盒說明書進(jìn)行,取20 μL抗凝血,加入20 μL Proteinase K溶液,混勻;加200 μL緩沖液GB,充分顛倒混勻,56℃放置10 min,其間顛倒混勻數(shù)次,溶液應(yīng)變清亮;加200 μL無水乙醇,充分顛倒混勻,此時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)絮狀沉淀;將上一步所得溶液和絮狀沉淀都加入一個(gè)吸附柱CB3中,12 000 r/min,離心30 s,倒掉收集管中的廢液, 將吸附柱CB3放入收集管中;向吸附柱CB3中加入500 μL已加入無水乙醇緩沖液GD,12 000 r/min,離心30 s,倒掉收集管中的廢液,將吸附柱CB3放入收集管中;向吸附柱CB3中加入600 μL已加入無水乙醇漂洗液PW,12 000 r/min,離心30 s,倒掉收集管中的廢液,將吸附柱CB3放入收集管中;重復(fù)操作上步驟;12 000 r/min,離心2 min,倒掉廢液。將吸附柱CB3置于室溫放置數(shù)分鐘,以徹底晾干吸附材料中殘余的漂洗液;將吸附柱CB3轉(zhuǎn)入1.5 mL離心管中,向吸附膜中間位置懸空滴加50 μL洗脫緩沖液TB,室溫放置2~5 min,12 000 r/min,離心2 min,將溶液收集到離心管中(約1 h)。
1.2.3 本法提取DNA 取雞抗凝血100 μL,加入250 μL 裂 解 液(50 mm EDTA-Na2、2%SDS、0.19 mol NaCl),放入56~60℃水浴鍋30 min;加入600 μL 3 mol NaCl,顛倒3~5次混勻,入90℃水浴鍋30 min;4 000 r/min,10 min,取上清200 μL(含DNA)轉(zhuǎn)移到另一新的1.5 mL EP管中,加入95%乙醇400 μL,顛倒3次;4 000 r/min,2 min,小心棄上清;加入600 μL 70%乙醇、顛倒3~5次,4 000 r/min,2 min;小心棄棄上清,收集沉淀室溫吹干,加入200 μL TB溶解。
1.2.4 DNA樣品純度和濃度測(cè)量 Nanno~100微量分光光度儀測(cè)定,讀取260 nm和280 nm的吸光度值A(chǔ),計(jì)算DNA的含量,單位ng/μL,DNA純度以A260/A280表示,純度(A260/A280)應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)的1.7~2.0之間。
1.2.5 DNA樣品完整性測(cè)量 提取DNA后稀釋到48 ng/μL,取6 μL采用1%瓊脂糖凝膠電泳(含GoldView核酸染色劑,6 μL/100 mL),電壓110 V,30 min。在凝膠成像系統(tǒng)下觀察,拍照記錄。
1.2.6 結(jié)果分析 應(yīng)用SPSS軟件對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果用mean±S表示,統(tǒng)計(jì)顯著性以P<0.05判斷。
2.1 不同提取方法耗時(shí)和費(fèi)用該試驗(yàn)比較兩種DNA提取的方法(見表1)。在提取DNA所用時(shí)間上都約用時(shí)1 h,無顯著差異。試劑盒提取過程約9個(gè)步驟的間斷操作,費(fèi)用5~6元/樣;本試驗(yàn)方法提取DNA需要6個(gè)步驟的間斷操作,費(fèi)用0.2~0.4元/樣,過程相對(duì)簡單,一般離心機(jī)就能滿足需求。同時(shí),該法提取DNA過程中,利用DNA在鹽中的溶解度和溫度對(duì)蛋白的變性作用提取,未使用有機(jī)溶劑。而該試劑盒未對(duì)試劑的主要成分進(jìn)行說明,不能確定是否含有對(duì)環(huán)境有害的有機(jī)溶劑。
表1 兩種方法提取樣本DNA的步驟、儀器需求、所需時(shí)間、費(fèi)用Table 1 The cost,time,requirements and steps of extracted DNA by two kinds of method
2.2 DNA樣品純度和濃度用核酸蛋白定量儀測(cè)定純度和濃度,優(yōu)質(zhì)DNA的OD260/OD280值在1.7~2.0。兩種方法提取DNA測(cè)量結(jié)果如表2所示。DNA的OD260/OD280值都在1.7~2.0。濃度和純度分別進(jìn)行單因素方差分析,P值分別為0.000 01和0.028,差異顯著(P<0.05)。
該試驗(yàn)方法提取的DNA的OD260/OD280平均值為1.82,DNA純度比試劑盒法好,差異顯著(P<0.05)。本試驗(yàn)方法與試劑盒法提取的DNA純度和濃度上都存在優(yōu)勢(shì)。平均質(zhì)量濃度差異顯著是否和血液的需要量有關(guān),有待進(jìn)一步的研究。
2.3 DNA樣品完整性兩種方法提取雞血液DNA分別隨機(jī)選擇4份,試劑盒分別標(biāo)識(shí)1~4。本法提取分別標(biāo)識(shí)5~8。采用1%瓊脂糖凝膠電泳,凝膠成像系統(tǒng)下觀察DNA條帶并拍照??梢娫摲ㄌ崛NA電泳DNA分子量大于2 000 pb,帶最為致密,無降解;與試劑盒法無差異(見圖1)。
表2 兩種方法提取樣本DNA的濃度、純度及血液需要量(n=12)Table 2 The concentration,purity and blood volume of extracted DNA by two kinds of method
圖1 兩種方法提取DNA瓊脂糖電泳圖Fig.1 DNA electrophoresis of two extraction methods
3.1 快速、高效、環(huán)保的雞基因組DNA提取方法,對(duì)雞分子選育技術(shù)的推廣和應(yīng)用有重要意義。目前,雞血樣DNA提取方法主要是有機(jī)溶劑法,鹽溶有機(jī)溶劑分離法和一些商品試劑盒[8-9]。有機(jī)溶劑和鹽溶有機(jī)溶劑分離法在提取DNA過程中使用有毒、有害的有機(jī)溶劑,限制了該方法的推廣。試劑盒提取雞血樣DNA價(jià)格比較昂貴,主要應(yīng)用在科學(xué)研究等少量樣本。有研究者比較酚法和鹽析法后,發(fā)現(xiàn)鹽析法在羊血樣DNA提取可以減少操作時(shí),更好地保存DNA完整性[10]。本法利用DNA在鹽中的溶解特性和蛋白質(zhì)的熱變特性提取DNA,在試驗(yàn)中利用SDS裂解作用,將細(xì)胞破碎,高鹽濃度下DNA與蛋白質(zhì)的溶解度不同,使用加熱方法,使基因組DNA與組蛋白分離,最后離心取上清液,通過乙醇沉淀,即可獲得基因組DNA。相比試劑盒法,費(fèi)用只占其4%,極大地節(jié)約了成本;簡化了提取DNA步驟,使用的設(shè)備簡單,無有機(jī)溶劑。在大量樣本提取時(shí),費(fèi)用少、設(shè)備簡單、提取過程健康無有機(jī)溶劑污染的特點(diǎn),使得方法具有突出的優(yōu)勢(shì)。
3.2 DNA的純度和濃度是關(guān)系到下游試驗(yàn)如PCR、酶切等的質(zhì)量。本法提取的DNA無降解,與試劑盒提取的方法相比較,差異不大。在提取的濃度和純度方面都優(yōu)于試劑盒提取的DNA,不會(huì)影響下游試驗(yàn)。有研究者研究酚-氯仿法,鹽析有機(jī)溶劑析出和試劑法,也發(fā)現(xiàn)試劑盒法在提取雞抗凝血DNA在濃度和純度上的不足[8]。不同動(dòng)物的血樣在提取DNA的方法和試劑上要求不同,這可能是試劑盒提取的雞血樣DNA在濃度和純度存在差異的原因。
3.3 提取的DNA樣品完整性,在后續(xù)的研究中起到重要的作用。該放法提取的DNA分子量大于2 000 pb,無降解,完全滿足對(duì)DNA研究的完整性要求。
3.4 在分子輔助檢測(cè)選育過程中,家畜基因組選擇改良上[9],大批量樣本的DNA提取檢測(cè)時(shí),DNA提取和PCR檢測(cè)成功率非常重要。有研究發(fā)現(xiàn)不同方法提取的DNA的提取成功率和下游試驗(yàn)的成功率都存在差異。研究發(fā)現(xiàn)酚-氯仿法、試劑盒法和鹽溶有機(jī)溶劑分離法等DNA提取成功率分別為92.7%、95.8%和99.1%;PCR檢測(cè)成功率分別為92.1%、95.6%和98.2%[8]。發(fā)現(xiàn)提取DNA的過程中,使用有機(jī)溶劑越多,DNA提取、PCR檢測(cè)的成功率越低。這可能和提取過程中有機(jī)溶劑在DNA中殘留有關(guān)。本法提取DNA(未使用有機(jī)溶劑),一次提取成功率為99%(462/466),一次檢測(cè)成功率99%(458/462)(數(shù)據(jù)未發(fā)表)。該法提取的DNA在純度、濃度和DNA完整性等方法都達(dá)到甚至高于試劑盒。
綜合來看,本法提取DNA是一種環(huán)保、簡潔適合雞血液基因組DNA提取的方法,適合大批量樣本的DNA提取,滿足雞的分子育種、分子輔助選育過程中對(duì)DNA的要求。