分子植物育种,2006年,第4卷,第1期,第143-146页MolecularPlantBreeding,2006,Vol.4,No.1,143-146实验方法ExperimentalTechnique一种从香蕉果实提取高质量RNA的方法庄军平1苏菁2陈维信1*1广东省果蔬保鲜重点实验室,华南农业大学园艺学院,广州,510642;2中山大学生命科学院,广州,510275*通讯作者,wxchen@scau.edu.cn摘要从香蕉果实在中分离高质量的RNA是从分子水平上研究香蕉果实成熟软化过程中相关基因表达的重要前提。
实验表明,用已报道的相关RNA的提取方法,即便利用已报道的从其它果实中成功提取出高质量RNA的方法,也不能从香蕉果实中分离出高质量的RNA。
这主要是由于香蕉果实富含多糖、多酚和一些其它次生代谢物,在RNA提取过程中这些物质会与RNA共同沉淀,从而影响RNA的产量和质量。
到目前尚无商业化的RNA抽提试剂盒适用于香蕉果实RNA的提取。
因此,探索出从香蕉果实中提取高质量RNA的方法就具有十分重要的意义。
本文所报道的RNA提取的简便方法,可从以香蕉果肉和果皮中成功提取高质量的RNA,产量可达48 ̄72μg・g-1・FW-1,且整个提取过程可在一天完成;通过测定其A240/260和A260/280的比值表明,该该方法可有效降低RNA提取过程中多糖、酚类物质和其它次级代谢物以及蛋白质的污染,提取方法所提取的RNA纯度较高;在1%琼脂糖凝胶电泳,EB染色后结果表明RNA在整个的提取过程中结构完整,未发生明显降解;利用RT-PCR技术,从所提RNA中成功克隆出了β-半乳糖苷酶基因cDNA片段,这表明其质量完全可满足进一步分子生物学研究的要求。
关键词香蕉果实,RNA提取AnEffectiveMethodforHigh-qualityRNAIsolationfromBananaFruitZhuangJunping1SuJing2ChenWeixin1*1KeyLabofFruitandVegetableStorageofGuangdongProvince,HorticultureCollegeofSourthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou,510642;2LifeScienceCollegeofZhongshanUniversity,Guangzhou,510275*Correspondingauthor,wxchen@scau.edu.cnAbstractHigh-qualityRNAisolationfrombananafruitisaprerequisitetothestudyofgeneexpressionatthemolecularlevelofbananafruitripeningandsoftening.However,Previousattemptstoextracthigh-qualitytotalRNAfrombananafruitsusingpublishedprotocolshaveproventobeunsuccessful,eventheuseofprotocolsdevel-opedfortheextractionofRNAfromotherfruittissue.RNAisolationfrombananafruitisdifficultduetobananafruitcontaininglargeamountsofpolysaccharides,polyphenol,whichoftenco-precipitateandcontaminatetheRNAduringtheextraction,therebyaffectingboththequalityandquantityofRNAwhenusingconventionalproto-cols.Untilnow,nocommercialkithasbeendevelopedspecificallyfortheisolationofhigh-qualityRNAfromba-nanafruit.SooptimizedprotocolsforRNAisolationfrombananafruitarenecessary.HerewedescribeasimpleprocedureforRNAisolationfrombananafruit.UsingthisprotocolweobtainedgoodRNAyield(48 ̄72μg・g-1・FW-1)frombananafruitpulpandpeelwithlowlevelsofpolysaccharides,polyphenoliccompoundsandproteincontami-nantsasdeterminedbyA240/260andA260/280,respectively.Furthermore,thisRNAwasnotdegraded,aswasdemon-stratedbyvisualizingtheribosomalRNAofthesampleson1%agarosegelelectrophoresis.RT-PCRanalysisofactinintheseRNAextractsalsodemonstratedthattherearenocontaminantsthatinterferewithreversetranscrip-tionorPCRreactions.AllofabovedemonstratedthatthebananaRNAisolationprotocolpresentedinthispapercanbeusedtoefficientlyisolatehighqualityRNAwithlowlevelsofcontaminantssuitableforrelatedmolecularresearches.KeywordsBananafruit,RNAextraction分子植物育种MolecularPlantBreeding从香蕉果实中分离和提纯高质量的RNA,并用其构建香蕉果实cDNA文库,通过RT-PCR进行相关基因的克隆、进行Northern杂交和蛋白质体外翻译试验,是从分子水平上对香蕉果实的形成、发育和果实成熟软化相关基因研究的基础。
虽然已有许多有关从植物中提取RNA的方法报道,且有商业化RNA提取试剂盒,但都不太适用于从香蕉果实中提取高质量的RNA。
这主要是由于香蕉果实中含有大量的多糖、酚类和一些次生代谢物质(Lizadaetal.,1990),这些物质在RNA提取过程中不但不易除去,且在除去过程中易导致RNA的降解,影响RNA的质量(ZengandYang,2002),使其不能在体外进行翻译,不能满足进一步实验的要求。
为解决这一问题,我们尝试在提取RNA常规方法的基础上进行优化和改进,成功地获得得到了高质量RNA。
现介绍如下。
1材料和方法1.1实验材料供试材料香蕉(MusaparadisiacaL.var.sapien-tum)购置于广州市番禺区万顷沙镇,采收成熟度为7 ̄8成熟。
挑选大小均匀、无病虫害及机械伤害的蕉指,用0.1%漂白粉水溶液清洗,再用杀菌剂(0.05%的施保功)浸泡1 ̄2min后晾干,然后在16℃恒温箱中贮藏。
1.2RNA提取试剂提取缓冲液[100mmol/LTris-Cl(pH8.2)、1.4mol/LNaCl、20mmol/LEDTA(pH8.0)2%CTAB],水饱和酚,70%乙醇,DEPC处理过的水,3mol/LNaAC(pH5.2),10mol/LLiCl,氯仿:异戊醇(24:1),β-巯基乙醇,无水乙醇。
1.3RT-PCR试剂及引物的合成SuperScriptTMII反转录酶,15mmol/LMgCl2,0.1mol/LDTT,10mmol/LdNTPMix,TakaraLaTaqDNA聚合酶等。
用于RT-PCR扩增的基因为β-半乳糖苷酶,其大小约为1.3Kb,其引物合成如下。
上游引物:5'GG(G/T)GGTTTTCCTGTTTGGCTNAA3';下游引物:5'GCAGTC(G/A)GG(G/A)AG(G/A)ATGCTNA3';其中N=A、G、C、T。
1.4RNA的提取(1)分别取3g香蕉果皮、果肉置于液氮中研磨成粉末然后加入65℃预热的20ml的提取缓冲液中(缓冲液预热前加入6μl的2-巯基乙醇)。
(2)将离心管在65℃水浴锅中温浴1h,后冷却至室温,并加入等体积的氯仿:异戊醇(24:1)在12000×g下离心15min。
(3)取上清液,再用等体积氯仿:异戊醇抽提,如上离心。
(4)取上清液,加入10mol/LLiCl至最终浓度为3mol/L,在4℃下隔夜沉淀RNA,后在17000×g下离心20min。
(5)将沉淀用DEPC处理过的水溶解,依次用苯酚、苯酚:氯仿(1:1)和氯仿,进行抽提。
(6)将上清液加入1/15V的pH5.2的3mol/LNaAC和1/5V的无水乙醇,混合后在冰浴上,放置2h,再离心25min。
(7)在上清液加入pH5.2的3mol/L的NaAC和3倍体积的无水乙醇,使NaAC的最终浓度为0.3mol/L,在-70℃下放置3h,沉淀RNA。
(8)离心20min后弃上清,加4℃预冷的70%乙醇洗涤沉淀,重复2次。
(9)用等体积70%乙醇洗涤沉淀,后干燥,并将RNA悬浮于80μlDEPC处理过的水中(不宜完全干燥,否则沉淀难以完全溶解),-80℃冰箱中保存备用。
1.5纯度、产量及完整性检测取4μlRNA溶液,稀释至1ml,后测定230nm,260nm,280nm处的吸光值,即A230、A260和A280,并计算A260/A230,A260/A280的比值,确定其纯度,再按照以下公式计算RNA回收率:RNA回收率(μg・g-1・FW-1)=(A260×40×稀释倍数×原液体积)/提取样品质量(g)取3μl总RNA溶液,在1%琼脂糖凝胶中电泳,溴化乙锭染色,后在QualityOne凝胶成像系统下观察并拍照。
1.6RT-PCR分析1.6.1cDNA第一链的合成cDNA第一链的合成采用美国Invitrogen公司生产的SuperScriptTMII反转录酶进行,具体操作按产品说明指导书进行。
1.6.2PCR反应反应体系(25μl):10×PCRBuffer[200mmol/L144Tris-HCl(pH8.4),500mmol/LKCl]:2.5μl,50mmol/LMgCl2:0.75μl,10mmol/LdNTPMix:0.5μl,上游引物(10μmol/L):0.5μl,下游引物(10μmol/L):0.5μl,TakaraLaTaqDNA聚合酶等(5U/μl)0.2μl,cDNA第一链1μl;加双蒸水至25μl。