植物组织长读测序DNA提取新方法
研究木瓜等具有商业价值的植物的基因组可以带来更强的抗病性、更高的耐旱性和其他改进。伊利诺伊大学香槟分校开发的一种方案使实验室能够从各种植物物种中经济有效地快速分离高分子量(HMW) DNA。
植物的新型基因组组合
从零开始破译生物体的遗传密码可以为最终培育出更好的植物提供见解。问题在于新创然而，对植物来说，基因组的组成是它们包含许多重复的DNA元件。这使得在测序短DNA片段时几乎不可能获得良好的组装，但较长的片段能够解析这些重复。
与Ray Ming一起，Alvaro Hernandez和他们在伊利诺伊大学香槟分校的研究团队成员最近出版的一种独特的DNA提取方法细胞．它是为制备高纯度、高分子量、适合长读的植物DNA而设计的新一代测序(门店)。
该方法将用于生成长序列和超长序列，然后可用于加勒比科物种的新基因组组装，加勒比科是热带开花植物的一个家族，包括木瓜和其他可食用水果。基因组组装将为进一步研究这种具有重要经济意义的植物家族的性别决定途径及其进化史提供信息。
来自植物组织的高分子量DNA
DNA的数量和质量是长读NGS成功的重要因素，但要达到足够的水平可能具有挑战性。因为产生长DNA片段是必要的，我们的研究团队知道我们需要开发一种针对植物组织的程序。
从正确的样本开始是很重要的，这提高了高分子量DNA的纯度。我们发现，使用没有任何疾病迹象的新鲜嫩叶更可取，因为成叶可能含有更高水平的污染物，如多糖、多酚等。
除了使用新鲜叶子进行采样外，我们还在测序前实施了一个纯化步骤，以处理任何残留的杂质，如蛋白质、酚或其他有机化合物。
在整个工作流程中，温和处理和使用专用工具(如宽口径移液管尖端)也是防止制备过程中DNA碎片的关键。碎片化最终将导致低产量的合适长度的DNA长读或超长读DNA测序。
然后使用各种质量评估来测试提取的DNA的质量和数量。
具有不同目标的多个质量测试
通过使用样本质量控制程序，该团队能够确保DNA提取物中含有高纯度的片段，并且有足够长的长度用于长测序和超长测序。团队使用了紫外-可见分光光度法以及荧光法来测量DNA数量和识别污染物。我们通过在一台机器上进行DNA检测，证实了样本中存在长片段琼脂糖凝胶．
虽然我们可以在琼脂糖凝胶上检测到长DNA片段、超长DNA片段和大量的小DNA片段，但很难在50千碱基以下检测到少量的短DNA片段。
为了提高对DNA样本中小片段的识别能力，我们使用了片段分析系统。该系统将数据显示在电泳图中，这使得很容易看到少量的短片段，即使这些短片段分散在各处。该分析使我们能够确定样本是否具有可接受的质量和长度用于长读测序。结果证实，我们的DNA提取方法是执行预期。
这只是植物基因组组装的开始
我们的提取方法经独特的质量控制技术验证，可以产生高纯度的样品，平均读数分布为25千碱基。这些reads可以用于新的基因组组装的不同物种在漫画科。使用这种方法可以进行内部提取，省去了将样品送到服务实验室的成本。
尽管我们最初设计这种提取方法是为了从植物组织中获得适合牛津纳米孔长读测序的DNA，但我们设想，该方法也可以用于其他测序平台，如PacBio或Illumina测序技术。
我们也期望该方法能很好地用于分析其他植物的组织。还有许多物种的基因组还没有组装好，但每天都有更多类似的植物分析出现。通过使从植物组织中生成高纯度HMW DNA变得更简单、更便宜，我们希望能够开展更多研究，以支持更有弹性的食物系统，增强生物能源的前景，以及从对植物生物学的更深入了解中获得的其他好处。
参考:张晓霞，宋娟，张晓明。植物细胞核中超长DNA分子的分离及超长reads基因组测序。电话:2021,183,875 -889.e117。doi:10.1016 / j.xpro.2021.100343
