加州大學(xué)推出一種適用于所有陸生植物的RNA提取新方法

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近日，加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家新研發(fā)出一種RNA提取實(shí)驗(yàn)方案，這種方法適用于所有陸生植物(包括30萬(wàn)物種)。這一實(shí)驗(yàn)方案將大大推動(dòng)非模式植物物種以RNA為基礎(chǔ)的研究。

RNA在遺傳學(xué)研究的意義及其研究缺點(diǎn)

在遺傳學(xué)研究中，科研人員廣泛地利用RNA來(lái)研究不同生物體的基因表達(dá)模式。通過(guò)了解生物體中RNA的種類和數(shù)量，可以知道哪些基因獲得了表達(dá)，從而得到一些負(fù)責(zé)特定表型的基因的新見(jiàn)解。

許多的工具，例如新一代測(cè)序和定量PCR，都可用于研究基因表達(dá)。但這些工具依賴于從目的生物體中抽提到高質(zhì)量的RNA，這可能是一項(xiàng)挑戰(zhàn)性的任務(wù)。相比于基因組DNA，RNA更微弱，容易發(fā)生降解。此外，許多的植物組織中充滿了阻礙分離足夠數(shù)量和/或質(zhì)量RNA的淀粉、纖維或抑制分次生化合物。

盡管已有大量的RNA抽提方案開(kāi)發(fā)出來(lái)，但其中大部分都是植物特異性的，許多是針對(duì)特定的作物或是模式生物(如擬南芥)，對(duì)于構(gòu)成絕大多數(shù)植物多樣性的非模式植物種類，這些方法的應(yīng)用有點(diǎn)受限。

新方案研發(fā)及相關(guān)步驟

論文的主要作者Roxana Yockteng、Specht和同事們?cè)诙喾N陸生植物種類(包括1種苔蘚植物、3種裸子植物和很多的被子植物)以及不同的組織類型(例如葉子、花和球果等)中測(cè)試了這一方案。他們能夠從測(cè)試樣品中始終如一地獲得大量高質(zhì)量的RNA。

Specht說(shuō)，這一實(shí)驗(yàn)方案極其靈活可變;可以輕易地修改實(shí)驗(yàn)方案中的許多步驟，從而適應(yīng)植物化學(xué)和結(jié)構(gòu)的改變。

“無(wú)論你在哪個(gè)實(shí)驗(yàn)室或是正在研究哪種植物，你都可以微操控你的RNA提取方案，為自己做出一些小的改變?！?

這一實(shí)驗(yàn)方案的最后還包括一個(gè)選擇性的凈化步驟，使得可以從有問(wèn)題的樣本(例如富含木質(zhì)素或是次生代謝產(chǎn)物)中獲得高質(zhì)量的RNA，且不會(huì)造成RNA量的顯著損失。這一步驟是對(duì)一種凈化DNA的類似方法進(jìn)行修改而成。

新方案的意義

Specht說(shuō)，新實(shí)驗(yàn)方案可廣泛應(yīng)用于植物遺傳研究中。與RT-PCR、定量PCR或RNA測(cè)序(轉(zhuǎn)錄組分析)有關(guān)的基因表達(dá)研究均可以采用這一實(shí)驗(yàn)方案來(lái)提取必要的高質(zhì)量RNA。此外，研究人員可以利用新一代測(cè)序生成的轉(zhuǎn)錄組，開(kāi)發(fā)出用于系統(tǒng)發(fā)生和植物地理學(xué)研究的靶序列捕獲標(biāo)簽。

Specht說(shuō)，能夠?qū)⑦@一實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)用于大量的植物和組織種類，還將有助于對(duì)各種譜系的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行比較分析，使得研究人員能夠?qū)Ω鞣N有趣的進(jìn)化問(wèn)題開(kāi)展調(diào)查。此前這是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)楝F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)方案在跨越多種系統(tǒng)發(fā)生分歧物種中應(yīng)用時(shí)，通常太具分類群特異性或組織特異性。

研究的資深作者、加州大學(xué)伯克利分校植物和微生物學(xué)系副教授Chelsea Specht說(shuō)：“采用這一實(shí)驗(yàn)方案，我們可以從跨越陸生植物多樣性的植物所有類型的組織中，成功地提取出高產(chǎn)量和高質(zhì)量的rna，其中包括難以采用機(jī)械方法進(jìn)行碾磨，富含淀粉或是充滿次生化合物的組織?！?

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