2021-4-9 | 生物科學論文
在中學教材中關于“DNA的粗提取與鑒定”這一實驗的實際操作過程中,雖然現象明顯,但存在幾個問題:實驗材料成本高[1];操作步驟較復雜;需要儀器較昂貴等。因此,一般中學很難開展[2]。針對上述問題,本實驗做了部分改進,實驗分別選用了新鮮的菜花和蒜黃作為材料,進行比較實驗,試圖達到材料來源廣,試劑用量少,所需儀器少,操作更簡單,結果較明顯,一般普通中學均能開設的目的。從而有利該實驗普及推廣,讓更多的中學生能從植物材料中提取DNA,增加學生的感性認識,提高學生的動手能力。
1材料和方法
(1)材料
菜花和蒜黃。
(2)實驗方法
以經典的SDS提取方法[3]為對照:①分別稱取在-20℃條件下保存的兩種植物組織10g,在液氮的冷凍下迅速研磨成粉末。②加入提取液(100mMTris•HClpH8.5,100mMNaCl,50mMEDTApH8.0,2%SDS)20mL,充分研磨混勻,用兩層紗布過濾,用移液器分別吸取5mL濾液于10mL的離心管中。③將離心管置于65℃水浴中30min,水浴過程中溫和混勻幾次。④取出離心管,每管加入等體積的氯仿-異戊醇(V/V=1∶1)溶液,混勻后,10000rpm離心10min。⑤小心將上清液移入另一離心管中,不要吸入雜質,重復步驟④,將上清液小心移入另一新的離心管中。⑥加入0.6倍體積的異丙醇,輕輕混勻,靜置一段時間。6000rpm離心2min,倒去上清液,吹干。⑦用70%乙醇沖洗1次,然后用6000rpm離心2min。⑧吹干后加入2mL的100xTE,溶解。⑨貼上標簽于-20℃冰箱保存。對照上述步驟對DNA提取做表1處理。
(3)鑒定DNA
①二苯胺鑒定法[4]吸取各種處理的DNA溶解液0.75mL于5mL的試管中,再加入0.75mL配好的二苯胺溶液,置于100℃沸水浴中10min,觀察離心管中顏色的變化。二苯胺溶液中加入DNA后會變藍,DNA所含量越多,藍色就越深。②分光光度計鑒定法吸取各種處理的DNA溶解液0.5mL于比色皿中,加入1mL的水溶液,再在另一只同樣的比色皿中加入1.5mL的水溶液作空白對照,測定不同處理的DNA在260nm和280nm處的吸光值[5]。
2實驗結果與分析
(1)不同材料對DNA濃度的影響
菜花剪成小塊不易研磨,可能存在研磨不充分,提取量少等問題,這樣對DNA的濃度會有一定影響。而蒜黃剪成小段后,研磨明顯比菜花充分,提取量較多,但蒜黃中含有的多糖物質較多,也會影響DNA的濃度。但就操作角度來看,采用蒜黃較好。
(2)不同處理方法對DNA提取的影響
溫度、液氮、氯仿-異戊醇和離心機等都是影響DNA提取的重要因素。因此本實驗采用不同的處理方法來探討DNA的提取,以達到優化實驗的目的。①溫度對DNA提取很重要,低溫能更好地保持DNA不降解,見表2。液氮可使材料研磨充分。②氯仿-異戊醇起到了抽提蛋白質的作用,能很好地去除所提溶液中的雜質,最后提出來的DNA濃度和純度均較好。③用靜置的方法代替離心機,比較符合現在許多中學的現狀,即靜置后小心用吸管吸取上清液轉移到干凈的小燒杯中,能夠達到良好的提取效果。④加入異丙醇沉淀DNA,沉淀效果更好,而且用量是0.6倍的上清液的體積,菜花和蒜黃的效果都比較好,總體效果比加2倍體積的無水乙醇得到的沉淀更多。
(3)DNA鑒定
二苯胺鑒定法是中學常用的方法,此方法操作簡單,現象明顯。本實驗中-20℃條件,氯仿-異戊醇的處理和異丙醇沉淀的DNA含量較多,能使二苯胺溶液變得較藍。說明DNA含量較高,通過分光光度計檢測260nm/280nm為1.75~2.0之間,純度較高,達到實驗的要求。
3討論
提取DNA的方法有許多,常見的有CTAB法和SDS法等。但由于所用材料及中學實驗條件的限制,所提取的效果不盡如人意[6]。本實驗從中學實驗條件著手,就DNA的SDS經典提取方法中有幾處中學實驗條件達不到的步驟做了不同處理。
經過反復實驗,實驗材料采用蒜黃和菜花,在-20℃條件下,采用靜置的方法處理并用冷的異丙醇沉淀DNA,得到的DNA濃度和純度都較高,已經能達到中學的要求,能較好地觀察到提取出來的DNA。經過比較最終得到一種最適合于中學DNA提取實驗的方法,即采用蒜黃為實驗材料,在-20℃條件下,不用液氮,不用離心機而采用靜置,加入氯仿-異戊醇的方法。