巨大口蘑子实体总RNA提取方法的比较
2020-06-10陈梅梅杨春敏莫美华
陈梅梅 杨春敏 莫美华
(1广州工商学院,广东广州510000;2华南农业大学,广东广州510000)
巨大口蘑(Tricholoma giganteum),又名洛巴口蘑、大白口蘑,商品名有金鞭口蘑、金福菇、香口蘑、荆西口蘑等,属担子菌亚门,层菌纲,伞菌目,口蘑科(白蘑科),口蘑属(白蘑属)[1],原产于热带地区,主要分布在非洲、南亚次大陆,我国台湾、福建、广东、香港、云南等地均有不同程度的自然分布[2]。
巨大口蘑具有较高的营养价值,富含蛋白质、多糖、脂肪、纤维素和多种矿质元素[3],其干制品中的蛋白质和多糖含量分别高达36.59%和11.59%,均高于鸡、松茸,是一种优质食用菌[4]。
大多数食用菌采摘后很快褐变、腐烂,无法远距离运输,难以贮藏。而巨大口蘑在8~12℃条件下,贮藏30 d不变色,耐贮性好,与其他食用菌相比有较强抗褐变特性[5-7]。但目前对巨大口蘑抗褐变机理的研究较少,故需要从分子生物学的角度出发,溯本求源,克隆出巨大口蘑酪氨酸酶基因的全长,与Genebank中双孢蘑菇酪氨酸酶基因做比对分析,找到两者之间差异性表达的根源,为培育抗褐变新品种提供理论依据。高质量的总RNA提取是分子生物学研究的基础和关键步骤,而目前提取巨大口蘑总RNA的方法鲜有报道。因此笔者对巨大口蘑子实体总RNA的提取方法进行研究。
1 材料与方法
1.1 供试材料
新鲜的巨大口蘑子实体(广州粤旺农业有限公司提供),液氮冷却后,-80℃保存备用。
1.2 主要试剂与耗材
2%CTAB十六烷基三甲基溴化铵(Cetyltrimethylammonium bromide)缓冲液;2%PVP(Polyvinylpyrrolidone)(W/V);25 mmol/L EDTA(Ethylenediaminetetraacetic acid);100 mmol/L Tris-Cl(Trihydroxymethyl aminomethane-HCl)(pH 8.0);2.0 mol/L Na-Cl;0.5 g/L亚精胺;2%β-巯基乙醇;Trizol(Invitrogen公司);E.Z.N.A.Total RNA Kit I试剂盒(OMEGA公司);SSTE buffer:11.68 g NaCl,1.0 g SDS,0.059 g EDTA;用于提取RNA的研钵(烘箱中加热至160℃维持2 h)、药匙、镊子等用具均用0.1%DEPC(diethyl pyrocarbonate)处理过夜备用;无RNA酶的专用枪头、PCR管、1.5 mL 离心管、10 mol/L LiCl、dd H2O经121℃高压灭菌30 min,60℃烘干备用;无RNA酶的β-巯基乙醇、70%乙醇(DEPC水配置),一次性手套等。
1.3 巨大口蘑总RNA的提取
1.3.1 Trizol提取方法
(1)向无RNA酶的2 mL离心管中加入1 mL Trizol备用;(2)液氮中迅速研磨新鲜子实体或将1.5 g左右-80℃保存备用的子实体研磨成粉末状;(3)按照每50~100 mg的样品加1 mL Trizol提取液的比例取样,向加有Trizol的离心管中加入相应量的样品,注意样品的体积不超过提取液的10%;(4)将样品和提取液用力振荡混合摇匀后,在15~30℃下静置5~10 min;(5)4 ℃,17 925×g,离心15 min,小心吸取400µL左右上清液至新的离心管中;(6)向上清液中加入0.5 mL异丙醇,轻摇匀后室温静置10 min;(7)17 925×g,4 ℃离心10 min,在管底出现白色沉淀,即为RNA;(8)去掉上清后,向离心管中加入DEPC水配制75%乙醇,振荡混匀;(9)7 500 r/min,4℃离心5 min,除去上清液倒置在滤纸上,室温干燥15~20 min,注意不能将RNA完全干燥;(10)加入45µL ddH2O溶解RNA,待完全溶解后于-80℃保存备用。
1.3.2 E.Z.N.A.Total RNA Kit I试剂盒提取方法
(1)液氮中迅速研磨1.5 g新鲜巨大口蘑子实体或将-80℃保存的巨大口蘑子实体研磨至粉末状,加入600µL的TRK裂解液(每1 mL TRK裂解缓冲液加入20µL的β-巯基乙醇);(2)向裂解产物中加入等体积(350µL或600µL)70%乙醇,轻轻混匀;(3)把所得混合样品加到Hibind RNA柱子上,柱子的最大容量为750µL,加完乙醇后可能会形成沉淀,所以要充分振荡,之后将所有的混合液加到柱子上,把柱子放入一个2 mL的收集离心管中,室温离心,14 938×g,30~60 s,弃流出液;(4)将柱子放在一个新的2 mL收集管中,加上300µL RNA wash buffer I到柱子上,室温离心,14 938×g,30~60 s,弃流出液;(5)将柱子放回2 mL收集管中,加入500 µL RNA wash buffer I,室温离心,14 938×g,30~60 s,弃流出液;(6)将柱子放到一个新的2 mL收集管中,加入500µL RNA wash buffer II,室温离心,14 938×g,30~60 s,弃流出液;(7)用 500µL RNA wash buffer II洗涤一次柱子,室温离心,14 938×g,30~60 s,弃流出液,再把柱子放回收集管中,14 938×g,2 min,室温离心,以甩干柱子基质;(8)转移柱子到一个新的1.5 mL的离心管中,加入30~100µL的ddH2O洗脱柱子,室温静置2 min,14 938×g,离心1 min,洗脱出RNA。
1.3.3 CTAB-LiCL提取方法
(1)将CTAB提取液置于65℃水浴中预热;(2)液氮中研磨1.5 g左右新鲜巨大口蘑子实体或-80℃冷冻巨大口蘑子实体;(3)转移样品至有15 mL预热之后的CTAB提取液的离心管中,剧烈振荡30 s,放回 65℃水浴静置 2~5 min;(4)加入等体积的氯仿/异戊醇并振荡混合,4 ℃,14 938×g,离心15 min;(5)将上清液转移到另一新离心管中,重复抽提一次;(6)再将上清液转移到另一新离心管中,加入1/3体积的LiCl,4℃下沉淀过夜(最长16 h);(7)4℃,17 925×g,离心15 min(全速),弃上清,加入500µL 70%乙醇润洗沉淀,再用500µL 100%乙醇润洗沉淀;(8)用500µL SSTE 溶解沉淀,转移到1.5 mL离心管中,加入等体积的氯仿/异戊醇再抽提一次;(9)加入2×体积的无水乙醇,在-80℃沉淀30 min或-20 ℃沉淀2 h;(10)4 ℃,14 938×g,离心20 min,弃上清;(11)分别用400µL 70%乙醇和400µL 100%乙醇洗沉淀,加入,45µL ddH2O溶解RNA。
1.4 RNA提取质量检验及浓度计算
1%琼脂糖凝胶电泳检测RNA纯度和完整性,紫外凝胶成像仪观察并拍照;取10µL RNA样品,用TE或蒸馏水稀释50倍,用TE或蒸馏水做空白,调节紫外分光光度计的读数至零,加入待测RNA样品,分别测定A260、A280、A230、RNA含量(µg/µL)。
2 结果与分析
2.1 RNA 1%琼脂糖凝胶电泳检测
RNA凝胶电泳图谱可以快速评判所提取的总RNA的完整性,完整的RNA电泳图谱应该可以清晰地看到28S、18S和5S RNA条带,且28S RNA条带的亮度约为18S RNA条带的2倍,因此通过图谱中各条带的带形和亮度可以判断RNA的提取质量。在质量分数为1%琼脂糖凝胶上,用上述3种方法所提取的巨大口蘑子实体总RNA的电泳结果如图1所示。
图1 3种方法提取的巨大口蘑子实体RNA凝胶电泳检测结果
从图1中可以清晰地看到A、B、C各有2条明亮的RNA条带,从上往下分别为28S RNA和18S RNA,且28S RNA条带的亮度远远超过18S RNA条带的亮度,说明3种方法都可以提取巨大口蘑子实体总RNA。总RNA浓度越高条带亮度越高,其中试剂盒法提取的总RNA条带亮度相对较弱,而CTABLiCl法提取的总RNA条带亮度较强,带形完整,说明提取质量较高。
2.2 总RNA纯度及浓度检测
比较分析3种提取方法提取的巨大口蘑子实体总RNA纯度和浓度,结果表明(表1):3种方法虽均能提取巨大口蘑总RNA,但浓度和纯度有所不同。
表1 3种提取方法提取的巨大口蘑总RNA纯度及浓度
CTAB-LiCl法提取的巨大口蘑总RNA的A260/A280是1.92,A260/A230是2.25,浓度为235 µg/g,说明其完整且纯净;Trizol法和试剂盒法提取的巨大口蘑总RNA的A260/A230均小于2.0,说明提取RNA中存在蛋白质、多酚等杂质(杂质越多RNA纯度越低),其浓度分别为147µg/g和89µg/g。因此,在后续的试验中均采用CTAB-LiCl法提取总RNA,此结论与以上RNA琼脂糖凝胶电泳检测结果一致。
3 小结与讨论
分子生物学技术是食用菌研究的一个重要手段,已经广泛应用到食用菌研究中[8]。而提取总RNA的质量是一切后续分子生物试验的基础。
由230 nm、260 nm和280 nm紫外吸收波长不同组合的比值、总RNA浓度以及琼脂糖凝胶电泳检测结果可以判断,巨大口蘑子实体总RNA提取方法的最优选择是CTAB-LiCl法。
巨大口蘑子实体富含蛋白质与多糖,且多糖的理化性质与RNA非常相似,提取时很难将二者区分开来,因此找到一种能够满足巨大口蘑抗褐变分子机理研究的总RNA提取方法十分重要。要想获得富含多糖多酚的植物组织和产量高、完整性好的RNA,必须完全破碎植物细胞(细胞破碎不完全RNA不会完全游离出来,产量则下降);且去除多糖和抑制内源RNA酶活性是巨大口蘑总RNA提取成功的关键[9]。试验分析比较了Trizol法、CTAB-LiCl法和试剂盒法提取巨大口蘑子实体总RNA的效果,结果表明3种方法均能保证RNA的完整性,但是Trizol法和试剂盒法提取的RNA纯净度有待提高,且得率不如CTAB-LiCl法。分析其原因:①巨大口蘑子实体含有较多蛋白质,而CTAB作为裂解液,是一种强变性剂,能够有效地去除蛋白质(包括复合蛋白质)等杂质;②巨大口蘑子实体富含多糖和多酚类物质,而在提取液中加入PVP及β-巯基乙醇能有效地去除组织中的酚类物质和多糖,提高RNA的完整性和纯度[10];③在常用的去除多糖的方法中,用LiCl沉淀RNA是RNA提取中最常用的方法,更适于后续的分子生物学试验[11]。所以CTAB-LiCl法提取巨大口蘑总RNA效果最好。
琼脂糖凝胶电泳检测结果显示,试剂盒法提取的总RNA条带较多,可能是在提取过程中发生了不同程度的降解。因此,在试验过程中应该严格按照试验步骤和要求,在低温环境中进行,尽量减少RNA的降解。