System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种快速提取酵母基因组DNA的方法及应用技术_技高网

一种快速提取酵母基因组DNA的方法及应用技术

技术编号:44237356 阅读:10 留言:0更新日期:2025-02-11 13:38
本发明专利技术属于基因工程技术领域,具体地,涉及一种快速提取酵母基因组DNA的方法及应用。所述快速提取酵母基因组DNA的方法的主要步骤包括:细胞重悬,碱性溶液处理,微波加热和离心沉淀。本发明专利技术方法无需使用玻璃珠、研磨杵等物理研磨手段,也无需酚、氯仿等毒性较大的有机溶剂进行抽提。该方法操作步骤简单,安全性高,适用于大规模制备酵母基因组DNA,整个操作流程仅需10~15分钟即可完成。本发明专利技术所制备的酵母DNA溶液可用于PCR扩增的模板,长度大于5000bp的基因均能被高效地扩增出来。本发明专利技术方法适用于毕赤酵母、酿酒酵母、乳酸克鲁维酵母等多种酵母细胞的基因工程操作,显著地提高了对酵母细胞进行遗传改造的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于基因工程,具体地,涉及一种快速提取酵母基因组dna的方法及应用。


技术介绍

1、酵母在基因工程
中应用广泛,其核心用途涵盖外源蛋白质的高效表达、代谢途径的精细调控以及合成生物学的创新实践。其中,毕赤酵母、酿酒酵母和乳酸克鲁维酵母是最常用的酵母菌株,它们在学术研究和工业生产中均受到了大量的关注与研究。例如,技术人员可通过基因工程手段对酵母细胞进行改造,使其生产生物燃料、有机酸等化学品,此外,酵母还可以用于生产乙肝疫苗,双价hpv疫苗等,应用在人体免疫及动物健康保护上。此外,酵母菌因其基因组小、遗传背景清晰,操作灵活等特点,常被用于基因编辑研究。通过crispr-cas9等技术,酵母已成为探索基因功能和疾病机制的重要载体。

2、研究表明,酵母菌细胞壁的厚度在25~70nm之间,通常占细胞干重的18%~25%。此外,酵母细胞壁成分复杂,其结构呈“三明治”状排列,最外层为甘露聚糖,内层为葡聚糖,在内外层之间夹有一层蛋白质分子,这些蛋白质分子大多以各种形式的酶蛋白存在,如葡聚糖酶,蔗糖酶,碱性磷酸酶等。正是因为酵母坚韧的细胞壁,给后续的提取酵母基因组dna,并进行pcr检测带来了很大的阻碍,从而大大的影响了对酵母细胞进行改造的鉴定与筛选工作。

3、目前常用的获取酵母基因组dna的方法主要有直接法、煮沸法、酶法、玻璃珠研磨法、超声波法等,不过这些方法均存在一定缺陷。要么是稳定性差,有效模板浓度低,要么是操作步骤繁琐,一次性提取模板量少。例如,直接法基因组dna的模板释放过程主要依靠pcr预变性和变性阶段高温,对细胞壁的进行热处理,但实际上模板释放量很少而且随机性较大,因此pcr结果无明显规律,稳定性和重复性差;煮沸法虽然对设备、试剂要求低,但对细胞的破坏力度不够,核酸释放不完全,远未达到最大有效模板浓度,稳定性欠佳,有时相同的两管菌液pcr结果却不一致;酶法通过蜗牛酶、溶菌酶等处理细胞壁,然后采取经典的核酸纯化方法对基因组dna进行提取,该方法虽然模板纯度高,但需要用到酚、氯仿等毒性大的有机溶剂进行抽提,且一次只能进行少量的菌体筛选与鉴定,不能满足操作简单、安全、高效的酵母基因组dna制备的需要;玻璃珠研磨法通过加入适量的酸洗过的玻璃珠,使其在剧烈震荡过程中把细胞壁破坏,然后在经过相应的有机溶剂进行抽提,而达到获取酵母基因组dna的方法,但同酶法原因一样,操作过程耗时较长,需要用到有机溶剂,一次只能进行少量的模板制备,不能满足实际需要;超声波法是利用振荡引起的机械剪切力和水力空化效应能较好的达到细胞破壁效果,但对设备的要求高,而且超声处理产生的自由基对核酸等生物分子有损伤。

4、为了解决上述提取酵母基因组dna所遇到的问题,有必要专利技术一种简便、快速制备酵母基因组dna的方法,来满足以pcr技术为主要手段的酵母基因工程操作的需求。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是针对现有技术的不足,提供一种快速制备酵母基因组dna的方法,从而解决现有提取酵母基因dna操作步骤繁琐、使用有毒试剂、成本高、稳定性差、不适合大量制备等关键问题。

2、为了实现上述目的,本专利技术提供一种提取酵母基因组dna的方法,所述方法包括以下步骤:

3、(1)向96孔板(a)中分装溶液ⅰ,直接挑取生长时长为2~3d的酵母单菌落加入溶液ⅰ中,混匀;所述溶液ⅰ为10~20mmol/l pbs,ph为7.0~7.5;

4、(2)向96孔板(b)中分装溶液ⅱ,吸取96孔板(a)中的悬浮菌体于96孔板(b)中,充分混悬后,将封板膜覆盖在96孔板(b)上,置于25~37℃的环境中静置,以使溶液ⅱ中的成分充分作用于酵母细胞壁;

5、所述溶液ⅱ的组成为:50~60mmol/l naoh,30~50mmol/l tris-hcl,5~10mmol/l edta,0.5~1‰tritonx-100,溶液ⅱ的ph为9.5~10.5;

6、(3)将96孔板(b)放入微波炉中,在400~800w功率条件下加热1~2min,以加热悬浮有菌体的溶液ⅱ;

7、(4)将96孔板(b)从微波炉中取出后,剧烈震动多次,使其充分释放基因组dna,然后放入离心机中离心,沉淀杂质,所得上清液即为酵母基因组dna溶液。

8、根据本专利技术一种优选实施方式,所述溶液ⅰ为10mmol/l pbs ph7.2;所述溶液ⅱ的组成为:55mmol/l naoh,40mmol/l tris-hcl ph7.0,5mmol/l edta,0.5‰tritonx-100。

9、根据本专利技术一种优选实施方式,步骤(1)中,向96孔板(a)中分装溶液i的体积为10~15μl。步骤(2)中,向96孔板(b)中分装溶液ⅱ的体积为90~95μl,吸取的96孔板(a)中悬浮菌体的体积为5~10μl。

10、根据本专利技术一种优选实施方式,步骤(2)中,静置的时间为3~5分钟。

11、根据本专利技术一种优选实施方式,步骤(3)中,微波炉加热的功率为500~700w。具体地,可以选择市售常规微波炉的中火、中高火或高火。

12、根据本专利技术一种优选实施方式,步骤(4)中,将96孔板(b)从微波炉中取出后,弹动所述96孔板(b)使其剧烈震动5~10次。出于操作简便考虑,可直接用手指进行弹动。

13、根据本专利技术一种优选实施方式,步骤(4)中,离心的条件包括:以10000~12000rpm离心30s~60s。

14、根据本专利技术一种优选实施方式,所述96孔板为平面pcr板,本专利技术对所述96孔板的孔体积没有特别限定,优选体积为0.2ml的平面pcr板;所述封板膜为透明pcr封板膜。

15、本专利技术的方法适用于各种酵母dna的提取,包括但不限于毕赤酵母、酿酒酵母或乳酸克鲁维酵母。

16、本专利技术的上述方法可用于在酵母基因工程中,采用本专利技术方法得到的酵母基因组dna可作为pcr扩增体系的模板。

17、本专利技术的主要特征是:采用碱性缓冲液与微波处理酵母细胞相偶联的方法,其具有显著优点。首先,将菌体混悬于溶液ⅱ中,溶液ⅱ的碱性环境及其组分有助于破坏酵母细胞壁和细胞膜,同时稳定基因组dna。随后,将处理好的酵母菌液置于微波环境当中,微波以每秒2450mhz的频率穿透物料,使酵母细胞内的水、多糖、蛋白质等极性分子以相同的频率振荡,通过分子间的碰撞产生的大量摩擦热,导致胞内水分温度升高并汽化,从而实现细胞的膨胀与破裂,与煮沸法通过外部加热不同的是,微波法能使酵母细胞内外同时均匀受热,且升温速率更快。酵母裂解释放的蛋白质等杂质在碱作用下迅速变性,减少对后续基因操作的干扰。

18、相较于传统的酵母基因组dna制备方法,本专利技术提供的快速制备酵母基因组dna的方法对溶液组分和提取方法进行了改进和创新。其优点包括:

19、①溶液ⅱ中所使用的naoh和1m tris-hcl ph7.0的配比经过优化,使最终的溶液ph值维持在9.5~1本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种快速提取酵母基因组DNA的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,向96孔板(A)中分装溶液I的体积为10~15μL。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,向96孔板(B)中分装溶液Ⅱ的体积为90~95μL,吸取的96孔板(A)中悬浮菌体的体积为5~10μL;静置的时间为3~5分钟。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中,微波炉加热的功率为500~700W。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(4)中,将96孔板(B)从微波炉中取出后,弹动所述96孔板(B)使其剧烈震动5~10次。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(4)中,离心的条件包括:以10000~12000rpm离心30s~60s。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述96孔板为平面PCR板;所述封板膜为透明PCR封板膜。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述酵母为毕赤酵母、酿酒酵母或乳酸克鲁维酵母。

10.权利要求1-9中任意一项所述的方法在酵母基因工程中的应用。

...

【技术特征摘要】

1.一种快速提取酵母基因组dna的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,向96孔板(a)中分装溶液i的体积为10~15μl。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,向96孔板(b)中分装溶液ⅱ的体积为90~95μl,吸取的96孔板(a)中悬浮菌体的体积为5~10μl;静置的时间为3~5分钟。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中,微波炉加热的功率为500~700w。

【专利技术属性】
技术研发人员:杨江科苗润发朱美鑫田小笛鲍丙杰
申请(专利权)人:武汉轻工大学
类型:发明
国别省市:

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