Подбор и оптимизация методов экстракции ДНК из различного растительного материала
Authors: Попова А.А. , Гродецкая Т.А. , Молчанов В.В. , Евлаков П.М. 
Published: February 2025

Введение. ДНК-экстракция из древесных растений может вызывать сложности из-за большого количества метаболитов в образцах. В молекулярно-генетических исследованиях древесных часто в качестве образцов используются не только свежие материалы, но и гербарные образцы, замороженный материал. Листья дубов в качестве материала для экстракции нуклеиновых кислот являются сложным объектом в связи с тем, что в них отмечается высокая интенсивность синтеза вторичных метаболитов. При анализе растений, растущих в природной среде, среди растительных образцов наиболее часто применяемыми являются листья, также используются почки, камбий и различные части семян и проростков. Целью исследования явилась апробация коммерческих наборов для выделения ДНК и модификаций СTAB-метода для разного растительного материала р. Quercus. В качестве объекта исследования использовали листья, почки и камбиальный слой побегов. Результаты. Проведён сравнительный анализ методик экстракции ДНК из образцов дуба различного географического происхождения и видовой принадлежности. Проанализированные методы выделения основаны на использовании СТАВ в качестве основного компонента лизирующего буфера. Основные модификации затронули изменение концентрации действующих компонентов лизирующего буфера и времени инкубации образцов в ходе стадии гомогенизации. Выводы. Модификации стандартного протокола позволяют получить более чистые для анализа препараты ДНК по соотношению оптической плотности 260/280 и 260/230. Применение набора колонок на выделенных образцах ДНК способствует избавлению от примесей РНК и полисахаридов, снижающих качество ДНК-препаратов. Апробация модифицированных протоколов CTAB-метода и коммерческих наборов для выделения показала необходимость увеличения PVP в составе лизирующего буфера и времени инкубации гомогенатов образцов для достижения качественной ПЦР амплификации. Использование модифицированного метода с 7 % PVP в составе лизирующего буфера позволяет проводить амплификацию специфических к ITS-последовательности праймеров для полимеразной цепной реакции.

Introduction. DNA extraction from woody plants can be difficult due to a large amount of metabolites in samples. In molecular genetic studies of trees both fresh products and herbarium samples are often used. Oak leaves as a material for the extraction of nucleic acids are a complex object due to the fact that they have a high intensity of synthesis of secondary metabolites. In the analysis of plants in the natural environment, leaves are most often used. However, buds, cambium and various parts of seeds and plantlets сan also be useful. The goal of the study was to test commercial kits for DNA extraction and modifications of the СTAB method for various plant material of the Quercus. Leaves, buds, and the cambial layer of shoots were used as the object of study. Results. A comparative analysis of DNA extraction methods from oak samples of various geographical origin and species was carried out. The analyzed methods are based on the use of CTAB as the main component of the lysis buffer. Major modifications affected the change in the concentration of active components of the lysis buffer and the incubation time of the samples during the homogenization stage. Conclusion. Modifications of the standard protocol make it possible to obtain DNA preparations that are purer in terms of optical density ratios of 260/280 and 260/230. The use of a set of columns on isolated DNA samples helps to get rid of RNA impurities and polysaccharides that reduce the quality of DNA preparations. Approbation of modified protocols of the CTAB method and commercial kits for isolation proved the need in PVP increase in the composition of the lysis buffer and the incubation time of sample homogenates to achieve high-quality PCR amplification. The use of a modified method with 7% PVP in the lysis buffer allows amplification of ITS-specific primer sequences for polymerase chain reaction.