前段時間,實驗室的一瓶未使用過的 YPD 培養基發現染菌了,出現了一大朵類似蘑菇的真菌,形態奇異。想著好好的培養基不能白白浪費了,要讓這偷吃的真菌付出代價,于是小新決定提取這個未知真菌DNA。(另外,對這種真菌有所了解的小伙伴可以在評論區留言,讓小新知道這個可惡的家伙叫什么。)
實驗目的
提取未知真菌的 DNA。
實驗材料
1.未知真菌樣本;
3.電子恒溫不銹鋼水浴鍋(上海宜昌儀器紗篩廠)
4.旋渦振蕩器(越新儀器,XH-C)
5.臺式離心機(eppendorf Centrifuge 5415 D)
7.電泳儀(北京六一儀器廠,DYY-6C 型)
實驗步驟及結果
(一)DNA提取環節
眾所周知,真菌樣本因為多糖多酚的特性,核酸較難提取,所以本次實驗使用植物/真菌 DNA 試劑盒提取未知真菌樣本的 DNA,具體操作步驟如下:
1.稱取 1500 mg 真菌于研缽中,加入 600 μl 65℃預熱的 Buffer PD 和 6 μl β-巰基乙醇,用力研磨至勻漿狀。
2.研磨充分后加入 2400 μl 65℃預熱的 Buffer PD,繼續研磨 1 分鐘,使組織完全裂解。(研磨到最后,研缽中還是存在較多細小顆粒狀物質,無法被徹底研磨成勻漿。
3.轉移 800 μl 裂解產物至兩個 2 ml 離心管中,將離心管置于 65℃水浴 30 分鐘。水浴期間每隔 5~10 分鐘翻轉離心管數次以幫助 DNA 的釋放。
4.加入 800 μl Buffer EX,用力混合均勻,12000 rpm 離心 5 分鐘。
5.小心吸取 600 μl 上清,轉入一個新的 1.5 ml 管中。
6.在上清中加入等體積的 Buffer GP,混合均勻。
7.吸取 600 μl 步驟 6 中的混合液加入到核酸純化柱中,12000 rpm 離心 30 秒棄濾液。
8.將步驟 6 中剩余的混合液全部加入到核酸純化柱中,12000 rpm 離心 30 秒棄濾液。
9.在核酸純化柱中加入 500 μl Buffer WA,12000 rpm 離心 30 秒棄濾液。
10. 在核酸純化柱中加入 600 μl Buffer WB,12000 rpm 離心 30 秒棄濾液。
11. 14000 rpm 空離 1 分鐘。
12. 將核酸純化柱置于一個潔凈的 1.5 ml 離心管中,在純化柱中加入 200 μl 65℃預熱的 Buffer TE,蓋上管蓋,室溫靜置 2 分鐘,12000 rpm 離心 1 分鐘,洗脫得到 DNA。
13. 在超微量分光光度計上用 Buffer TE 調零,測量提取好的 DNA,結果如下:
表一:未知真菌提取的 DNA 濃度
14.在 1%的瓊脂糖凝膠上,加入 5 μl 提取到的 DNA,電泳 15 分鐘,結果下圖所示:
圖一
從濃度測量結果分析可知,植物/真菌 DNA 提取試劑盒成功提取出了未知真菌的 DNA,且濃度頗高。但是 A260/A280 比值達到 2.00,推測提取的 DNA 里面含有大量 RNA 或者降解的 DNA。經電泳圖驗證,確實存在大量拖帶,與測量所得數據相符合。
(二)DNA 處理純化環節
為了驗證拖帶是 RNA 還是降解的 DNA,往提取的 DNA 中加入 0.5 μl RNaseA,37℃放置 1 小時,然后再用 DNA 純化試劑盒提取處理過的 DNA,具體步驟如下:
1.吸取 30 μl RNase A 處理過的 DNA 溶液,加入 5 倍體積的 Buffer P,直接用移液器吸打幾次混勻,將混合液轉移到核酸純化柱中。
2.12000 rpm 離心棄濾液。
3.在核酸純化柱中加入 700 μl Buffer WB,12000 rpm 離心棄濾液。
4.14000 rpm 空離 1 分鐘。
5.將核酸純化柱置于一個潔凈的 1.5 ml 離心管中,在純化柱的膜中央加入 30 μlBuffer TE,蓋上管蓋,室溫靜置 1 分鐘,12000 rpm 離心 30 秒洗脫 DNA。
6.在超微量分光光度計上用 Buffer TE 調零,測量提取好的 DNA,結果如下:
表二:經 RNase A 處理過的未知真菌的 DNA 濃度
7.在 1%的瓊脂糖凝膠上,加入 5 μl 提取到的 DNA 電泳 25 分鐘,結果如下圖:
圖二
對比表二和表一數據可以看到,經過RNase A 處理后 DNA 溶液的濃度減少了 10 倍以上,說明之前提取的 DNA 中含有大量的 RNA。從電泳圖可以看到,經過 RNase A 處理后,拖帶變少了,這是因為其中的大量 RNA 被降解去除了。但是拖帶情況仍舊存在,說明其中含有一部分降解的 DNA。
討論與分析
1.本次實驗成功提取到了未知真菌樣本的 DNA,從圖二可以明顯看到,雖然有部分降解,但提取的 DNA 主帶清晰可見。
2.對比樣本 1 和樣本 2 的數據可以看到,兩管樣本的 DNA 濃度相差了 2 倍左右,推測可能是因為研磨時該真菌樣本中存在較多的顆粒物質,在提取步驟3 轉移到離心管時,第一個樣本吸取的大多是上清液,第 2 個樣本吸取了較多底部的這種顆粒,使得兩管樣本最后提取的 DNA 數據相差較大。
3.從表一和表二數據分析可知,該未知真菌提取的 DNA 中含有大量的 RNA,占了總濃度的 90%以上,相對來說 DNA 含量比較少,平均 500 mg 樣本中只有約 5.7 μg DNA。這也是真菌樣本(比如酵母)的共通點:DNA 含量較少而RNA 含量高,因此建議大家在提取真菌時盡可能的多加樣本,確保能提到足夠的 DNA,并且在提取步驟 3 中補加 RNase A 儲存液(Simgen Cat. No. 8001001)用以消化 RNA。
眾所周知,DNA 所包含的遺傳信息決定了不同種生物之間的差異,真菌也不例外。既然我們提取到了它的 DNA,就有可能通過 DNA 分子來鑒定它到底是哪一類真菌,具體方法和結果敬請期待。