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法学如何从植物中分离基因组DNA
介绍
从动物中提取和分离DNA相对
容易，因为不同物种的不同组织具有相当相似的特性。但对于植物而言，由于植物会产生各种代谢物和生物分子，从不同物种中提取基因组DNA极其困难。此外，不同物种之间的生物化学差异也相当大。
当涉及到从植物中分离DNA时，两种类型的植物生物分子，多酚和多糖构成了一个主要问题。这些生物分子会干扰DNA分离过程中的各个步骤。
植物DNA分离的步骤
为了从植物中分离DNA并选择任何分离方法，应牢记以下几点：
所使用方法应提供最高的DNA浓度。
所选择的组织类型应提供最高的DNA浓度。
所选择提取方法应适用于PCR扩增。
CTAB法DNA提取
为了克服从植物组织中分离基因组DNA的困难，使用CTAB法，这也是最常用的方法。CTAB代表十六烷基三甲基溴化铵。
该方法由Doyel和Doyel于1980年开发，从那时起就被用于从植物中提取DNA。
CTAB流程
第一步是用液氮冷冻植物组织。组织冷冻后，用研钵和研杵将其磨成细粉。
下一步，向细磨的粉末中加入CTAB缓冲液。这种CTAB缓冲液有助于植物细胞的裂解，并促进基因组DNA的释放。它还能阻止多糖和酚类等生物分子干扰分离过程。
细胞裂解后，加入称为RNase的酶来消化RNA。DNA也借助氯仿和苯酚混合物与细胞碎片分离。
将整个混合物离心以形成两个不同的层。第一层是有机相，含有非极性分子；第二层是水相，含有DNA和极性分子。
水相反复离心，直至澄清，然后收集DNA。
用异丙醇沉淀澄清水相中存在的DNA。再次离心该溶液，直至在底部形成少量DNA沉淀。
该沉淀物含有额外的盐分，通过用70%乙醇洗涤将其去除。去除盐分后，让残留的乙醇挥发，并将沉淀物重新悬浮在合适的缓冲液中。
DNA沉淀的另一种方法
苯酚和氯仿通常用于提取高分子量DNA。但这两种化合物都具有潜在危害，会造成一些严重的医疗问题，如烧伤和癌症。
为避免这些健康危害，可以使用一种替代方法，该方法跳过苯酚和氯仿的使用，并且可以用于分离较小尺寸的DNA片段。这种方法被称为固相分离法。
提取的DNA的储存
一旦DNA以沉淀物的形式形成，就可以将其悬浮在无菌水中短暂保存，并应立即使用。
但如果需要长期保存DNA，则应使用TE（Tris-EDTA）缓冲液。
如果PCR过程遵循DNA提取，那么EDTA会阻碍该过程，在这种情况下，应添加额外的镁离子。
植物基因组DNA分离的局限性
用CTAB法提取DNA非常耗时、繁琐和费力，并且获得的产品也很少。提取一个样本的DNA大约需要2个小时，随着样本数量的增加，时间也会增加。
液氮极其危险，即使少量溅到皮肤上也会造成冻伤。苯酚也会造成烧伤，氯仿具有潜在的致癌性，应小心储存和安全处置。
用研钵和研杵研磨和研制可能会导致获得的DNA质量差异。因此，可以使用研磨机来制成细糊状物，这可以增加DNA的产量。
离心步骤后，应小心分离水相和有机相，这是一个繁琐的过程。轻微的干扰可能会导致DNA再次与碎片混合。
即使用乙醇反复清洗，在整个分离过程中使用的苯酚和其他盐分也可能残留在DNA中。
自动化替代方案
如今，可以使用珠磨和基于柱的分离和纯化方法等自动化过程，这些过程可在15分钟内完成，更加一致，分离出的DNA纯度也更高，可以根据实验室的要求进行简化，并使技术人员免受危险化学品的伤害。
结论
在大多数实验室、研究机构和学院中，植物DNA都是通过传统的CTAB方法提取的。但由于其冗长的程序和低通量，它已被更快的提取方法所取代，这些方法可以节省时间并提高产量，并且可以用于提取DNA较为困难的植物（如大麻和可可），从而促进现代植物基因组学的创新和快速发展。
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