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加州大学推出一种适用于所有陆生植物的RNA提取新方法

日期:2016-11-03 11:21:03

近日,加州大学伯克利分校的科学家新研发出一种RNA提取实验方案,这种方法适用于所有陆生植物(包括30万物种)。这一实验方案将大大推动非模式植物物种以RNA为基础的研究。

RNA在遗传学研究的意义及其研究缺点

在遗传学研究中,科研人员广泛地利用RNA来研究不同生物体的基因表达模式。通过了解生物体中RNA的种类和数量,可以知道哪些基因获得了表达,从而得到一些负责特定表型的基因的新见解。

许多的工具,例如新一代测序和定量PCR,都可用于研究基因表达。但这些工具依赖于从目的生物体中抽提到高质量的RNA,这可能是一项挑战性的任务。相比于基因组DNA,RNA更微弱,容易发生降解。此外,许多的植物组织中充满了阻碍分离足够数量和/或质量RNA的淀粉、纤维或抑制分次生化合物。

尽管已有大量的RNA抽提方案开发出来,但其中大部分都是植物特异性的,许多是针对特定的作物或是模式生物(如拟南芥),对于构成绝大多数植物多样性的非模式植物种类,这些方法的应用有点受限。

新方案研发及相关步骤

论文的主要作者Roxana Yockteng、Specht和同事们在多种陆生植物种类(包括1种苔藓植物、3种裸子植物和很多的被子植物)以及不同的组织类型(例如叶子、花和球果等)中测试了这一方案。他们能够从测试样品中始终如一地获得大量高质量的RNA。

Specht说,这一实验方案极其灵活可变;可以轻易地修改实验方案中的许多步骤,从而适应植物化学和结构的改变。

“无论你在哪个实验室或是正在研究哪种植物,你都可以微操控你的RNA提取方案,为自己做出一些小的改变。”

这一实验方案的最后还包括一个选择性的净化步骤,使得可以从有问题的样本(例如富含木质素或是次生代谢产物)中获得高质量的RNA,且不会造成RNA量的显著损失。这一步骤是对一种净化DNA的类似方法进行修改而成。

新方案的意义

Specht说,新实验方案可广泛应用于植物遗传研究中。与RT-PCR、定量PCR或RNA测序(转录组分析)有关的基因表达研究均可以采用这一实验方案来提取必要的高质量RNA。此外,研究人员可以利用新一代测序生成的转录组,开发出用于系统发生和植物地理学研究的靶序列捕获标签。

Specht说,能够将这一实验方案应用于大量的植物和组织种类,还将有助于对各种谱系的转录组进行比较分析,使得研究人员能够对各种有趣的进化问题开展调查。此前这是一个挑战,因为现有的实验方案在跨越多种系统发生分歧物种中应用时,通常太具分类群特异性或组织特异性。

研究的资深作者、加州大学伯克利分校植物和微生物学系副教授Chelsea Specht说:“采用这一实验方案,我们可以从跨越陆生植物多样性的植物所有类型的组织中,成功地提取出高产量和高质量的rna,其中包括难以采用机械方法进行碾磨,富含淀粉或是充满次生化合物的组织。”


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