The effectiveness of DNA extraction from different soybean parts for genetic passportization
Authors: Рамазанова С.А. , Савиченко В.Г. , Савиченко Д.Л. , Гучетль С.З. 
Published: February 2024

Работу проводили в 2023 году в лаборатории молекулярно-генетических исследований ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК. Соя — высокобелковая масличная культура. Её семена содержат большое количество масла, полисахаридов, белков и полифенолов, из-за которых довольно трудно получить ДНК, пригодную для проведения ПЦР, с помощью обычных протоколов выделения ДНК. Поэтому наиболее часто в исследованиях по изучению ДНК сои для выделения используют проростки или листья вегетирующих растений. Однако возможность выделения ДНК из листьев зависит от сезона, а проращивание семян занимает время, что увеличивает продолжительность исследования. Целью исследования были подбор быстрого и надёжного протокола экстракции ДНК из растений сои и оценка его эффективности для генетической паспортизации сортов сои. Материалом для исследования служили разные части растений сои сорта Пума (ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК): осевые органы зародышей семян; корешки, гипокотили и семядоли семидневных проростков и настоящих листьев; исследование проводили на автоматической станции с помощью коммерческого набора реагентов для экстракции ДНК. Качественную и количественную оценку экстрагированной ДНК осуществляли методами спектрофотометрии, флуориметрии и электрофореза. Были проведены ПЦР для проверки выделенной ДНК на пригодность к ПЦР-анализу. Исследование показало, что для ПЦР выделение ДНК можно проводить из любого типа растительного материала. Однако наиболее чистый и концентрированный препарат был получен из осевых органов зародышей семян. Кроме того, использование этой части растения для выделения ДНК обеспечивало самую высокую скорость анализа за счёт исключения этапа проращивания семян. Таким образом, для генетической паспортизации сортов сои наиболее эффективным является экстракция ДНК из осевых органов зародышей семян.

This research was conducted at the Laboratory of Molecular and Genetic Investigations of the Federal Research Center “The All-Russian Research Institute of Oil Crops n. a. V. S. Pustovoyt” in 2023. Soybean is an oil crop with high protein content. Its seeds are rich in oil, polysaccharides, proteins and polyphenols which significantly affects the yield and quality of isolated DNA for PCR when using standard extraction protocols. That is why, seedlings and leaves are often used for DNA analyses. However, leaf samples are only available in certain seasons, and seed germination takes time increasing the duration of an experiment. The aim of this research was to design a fast and reliable protocol for DNA extraction from soybean as well as to test its effectiveness for the genetic passportization of the crop. Different soybean parts of the Puma variety (Federal Research Center “The All-Russian Research Institute of Oil Crops n. a. V. S. Pustovoyt”)were selected for this study: organs of an embryonic axis, roots, hypocotyls and cotyledons of seven-day-old seedlings and true leaves. DNA was extracted using an automatic extraction and purification system and commercial kit. The quaity and quantity of isolated DNA were evaluated via spectrophotometry, fluorimetry and electrophoresis. The DNA from all the material types was suitable for PCR but the one of the best quality and highest concentration was obtained from the embryonic axis. In addition, the DNA isolation from the embryonic axis was the most time-efficient since it lacked the need for seed germination. Therefore, DNA extraction from the embryonic axis was shown to be the most effective for genetic passportization.