真菌作为自然界中一类具有细胞核、能够产孢且无叶绿体的真核生物,涵盖了霉菌、酵母、蕈菌以及人们熟知的各类菌菇等。在对真菌的多样性、分布规律、演化历程、病原性以及与其他微生物的相互作用关系等领域进行深入探究时,提取真菌 DNA 成为研究进程中不可或缺的关键环节。尽管真菌 DNA 提取从表面上看似乎操作简单,但实际上许多研究者在实验过程中并未获得理想的结果。接下来,本文将详细阐述真菌 DNA 提取过程中的难点,并深入探讨真菌 DNA 提取试剂盒的选择标准。
一、真菌DNA提取难点
l细胞壁结构复杂在营养生长阶段,绝大多数真菌会长出可分枝的丝状体,即菌丝。与动物细胞不同,真菌菌丝具有细胞壁结构,且相较于植物细胞壁,真菌细胞壁更厚,结构更为复杂。其主要成分包含纤维素、几丁质等多种复杂化合物,这种复杂的组成结构显著增加了 DNA 提取的难度。为实现细胞壁的充分溶解以释放 DNA,可采用液氮研磨的方法对真菌样本进行预处理;或者选用含有高效裂解酶的试剂盒,如 Qiagen、Starvio 等品牌的真菌 DNA 提取试剂盒,其中的裂解酶能够有效促进真菌细胞壁的溶解,最大程度地释放 DNA。
l核酸降解酶的影响 真菌细胞内存在多种核酸降解酶,当细胞破裂时,这些酶会迅速作用于 DNA,导致 DNA 降解,进而影响 DNA 的提取得率。因此,在提取过程中,除了使用无菌无酶的实验仪器外,还需优化实验流程,尽可能使各实验步骤紧密衔接,以最大程度地减少核酸降解。
l样本杂质干扰 在真菌样本采集过程中,常混入其他微生物、植物残渣等杂质。这些杂质会干扰 DNA 提取的纯化过程,降低 DNA 提取质量。此外,真菌细胞富含多糖和色素等物质,这些成分容易与 DNA 结合形成复合物,致使提取的 DNA 纯度和得率不理想。
二、真菌DNA提取试剂的选择标准
1、真菌DNA提取浓度
真菌 DNA 提取浓度是衡量提取试剂盒质量的重要指标之一,也是研究者重点关注的实验结果。
黄曲霉菌作为一种需氧型真菌,极易在粮食、油料作物、干果类食品及饲料中滋生,在肉食奶制品中也曾发现其污染情况。由于黄曲霉菌能产生具有致癌性和剧烈毒性的黄曲霉毒素,目前已被列为食品安全重点检测对象。本实验室以等量的三份黄曲霉菌样本为实验材料,分别使用 Qiagen 的 DNeasy Plant Mini Kit、Starvio 的细菌真菌 DNA 提取试剂盒以及国内某上市公司 N 的快速真菌 DNA 提取试剂盒进行横向对比实验,实验结果如下表所示。从提取浓度来看,Starvio 细菌真菌 DNA 提取试剂盒的提取浓度最高,达到 900.42ng/μL,Qiagen 试剂盒次之,为 896.25ng/μL,二者提取效果相近,差异不显著;而国内某上市公司 N 的提取试剂盒提取效果相对较弱,仅为 546.52ng/μL。这表明 Starvio 和 Qiagen 试剂盒中的裂解液和裂解酶具有较强的裂解能力,能够充分裂解黄曲霉菌的细胞壁,使 DNA 得以彻底释放。同时,试剂盒中的消化液能够有效去除样本中的蛋白污染以及 DNA 外层包裹的蛋白,从而显著提高了黄曲霉菌 DNA 的提取得率。
2、真菌DNA提取纯度
除提取浓度外,真菌 DNA 提取纯度也是评估提取试剂质量的关键指标。通常采用 OD260/OD280 的比值来衡量 DNA 纯度,理想情况下,该比值应介于 1.7 - 1.9 之间。根据这一标准,对上述三款试剂盒提取的黄曲霉菌 DNA 纯度进行测定,结果如下表所示。Qiagen 和 Starvio 提取的 DNA 纯度均符合要求,表明这两款试剂盒能够有效去除真菌样本中的色素、多糖、多酚等杂质,保证了 DNA 的高纯度。
3、性价比
综合上述三款真菌 DNA 提取试剂盒的实验结果,Qiagen 和 Starvio 品牌的试剂在提取浓度和纯度方面均能达到理想的实验效果,更有利于后续的测序、PCR 等实验。然而,Qiagen 作为进口品牌,试剂盒整体价格相对较高,适合经费充足的实验室选用;而对于既注重试剂提取性能又追求性价比的研究者而言,Starvio 品牌是更为合适的选择。
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