浅析植物组织RNA提取要点
2014-09-29 09:34:03 益择发布一、防止酚类化合物的干扰
许多植物组织特别是植物的果实(如苹果、樱桃、李子、葡萄等)和树木类植物中富含酚类化合物。酚类物质的含量会随着植物的生长而增加。因而从幼嫩的植物材料中更容易提取RNA。此外,针叶类植物的针叶中多酚的含量比在落叶植物的叶子中要高得多。在植物材料匀浆时,酚类物质会释放出来,氧化后使匀浆液变为褐色,并随氧化程度的增加而加深,这一现象被称为褐化效应。被氧化的酚类化合物(如醌类)能与RNA稳定地结合,从而影响RNA的分离纯化。而研究表明,RNA提取的难易程度与材料中酚类物质的总量之间并无相关性,因此不是所有的酚类化合物都影响RNA的提取。但一般认为所谓的“缩合鞣质”即聚合多羟基黄酮醇类物质(如原花色素类物质)是影响RNA提取的一类化合物。
目前去除酚类化合物的一般途径是在提取的初始阶段防止其被氧化,然后再将其与RNA分开。防止酚类化合物被氧化的方法一般有还原剂法、螯合剂法:、Tris-硼酸法、牛血清白蛋白(BSA)法、丙酮法等;酚类化合物的去除可采用Li+或Ca2+沉淀RNA的方法。
二、防止多糖的干扰
多糖的污染是提取植物RNA时常遇到的另一个棘手的问题。植物组织中往往富含多糖,而多糖的许多理化性质与RNA很相似,因此很难将它们分开。在去除多糖的同时RNA也被裹携走了,造成RNA产量的减少;而在沉淀RNA时,也产生多糖的凝胶状沉淀,这种含有多糖的RNA沉淀难溶于水,或溶解后产生粘稠状的溶液。由于多糖可以抑制许多酶的活性,因此污染了多糖的RNA样品无法用于进一步的分子生物学研究。在常规的方法中,通过SDS-盐酸胍处理可以部分去除一些多糖;在高浓度Na+或K+离子存在条件下,通过苯酚、氯仿抽提可以除去一些多糖;通过LiCl沉淀RNA也可以将部分多糖留在上清液中。但即使通过这些步骤仍会发现有相当多的多糖与RNA混杂在一起,所以还需要用更有效的方法来解决植物RNA分离纯化时多糖污染的问题。
用低浓度乙醇沉淀多糖是一个去除多糖效果较好的方法。另一个常用的方法是醋酸钾沉淀多糖法。
三、减少蛋白杂质的影响
蛋白质是污染RNA样品的又一个重要因素。由于RNase和多酚氧化酶亦属于蛋白质,因而要获得完整的、高质量的RNA就必须有效地去除蛋白杂质。常规的方法是在冷冻的条件下研磨植物材料以抑制RNase等的活性;提取缓冲液中含有蛋白质变性剂,如苯酚、胍、SDS、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)等,这样在匀浆时可以使蛋白质变性,凝聚;有的方法是利用蛋白酶K来降解蛋白杂质。进一步可以用苯酚、氯仿抽提去除蛋白质。利用蛋白质
四、防止次级代谢产物的影响
从植物组织中提取高质量RNA的另一个难点是许多高等植物组织尤其是成熟组织能产生某些水溶性的次级代谢产物,这些次级代谢产物很容易与RNA结合并与RNA共同被抽提出来而阻碍具有生物活性的RNA的分离。因不能确定这些次级产物具体是什么物质,所以,目前还没有什么特殊的方法来解决这个问题。
由于植物组织特别是高等植物组织细胞内外组成成分的复杂多样性,使得植物组织RNA的提取相对于其它生物材料来说要困难的多。实践中经常会发现,即使同一种植物的不同组织其RNA提取方法会有很大的不同;含有某种干扰因素的不同植物材料,其适用的RNA提取方法可能不同;即使是同一种植物同一种组织材料,但来源于不同基因型植株,其RNA提取方法也可能不一样。所以,对于某一植物或其组织来说,其相应的RNA提取方法必需经过摸索和实践才能确立。
随着植物分子生物学研究领域的拓宽,可以肯定地说,在作为其研究基础的植物材料RNA提取过程中还会出现新的难点,但随着不断地探索和经验的积累,科学工作者们一定会迅速地解决这些难点,为植物分子生物学的发展铺平道路。
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