《环境微生物的检测与分析》实验指导20150113(7)

2019-07-30 13:09

4.1 g NaCl称溶解在80 mL水中,再缓慢加入10 g 的CTAB(十六烷基三甲基溴化铵),加热65℃溶解搅拌,定容至1000 mL。

(2)50×TAE 缓冲液

121 g Tris,18.6 g EDTA,量取28.6 mL冰醋酸,加水至500 mL,pH 8.5。 (3)10% APS(过硫酸铵贮存液)

10 mL 配制:1g 过硫酸铵加水至10mL 。 (4)TEMED(N,N,N',N',—四甲基乙二胺) 10% APS:TEMED = 4.5:1

(5)变性剂贮存液(0%):6%丙烯酰胺

100 mL 溶液:15 mL 40% Arc/Bis,2 mL50×TAE 缓冲液,加水至100 mL。 (6)变性剂贮存液(100%):6%丙烯酰胺

15 mL 40% Arc/Bis;2 mL 50×TAE 缓冲液;40 mL去离子甲酰胺;42 g尿素,加水至100 mL。

(7)溴化乙锭EB溶液

50mg溴化乙锭溶于100ml双蒸水,工作浓度为0.5μg/ml,避光保存。 (8)固定液1

50 mL无水乙醇加入去离子水至500 mL。 (9)固定液2

5 mL硝酸加入去离子水至500 mL。 (10)0.12%银染试剂

0.18g AgNO3加入去离子水至150 mL,同时加入110 μL 37%-40%的甲醛混匀即可,需新鲜配制。

(11)显色液

4.5g Na2CO3加入去离子水至150 mL,需新鲜配制,4℃冰箱保存备用,用前加入75 μL甲醛构成显影液。

(12)终止液

15 mL冰乙酸加入去离子水至500 mL。 4、PCR扩增引物

第一轮PCR引物:fM1: 5’-CCGCGTGNRBGAHGAAGGYYYT-3’ 和rC5:

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5’-TAATCCTGTTTGCTCCCCAC-3’

f515-GC:

5’-CGCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGGGGCACGGGGTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3’ 和rC5: 5’-TAATCCTGTTTGCTCCCCAC-3’

四、实验步骤

(一)样品采集及预处理

采集生长健壮的植株并及时处理样品,先用流水将植株表面的基质冲洗干净,用吸水纸把植株表面的水分吸干,样品的根、茎、叶2 g(用于提取总基因组),进行标记。在超净工作台内,首先用无菌水清洗两次,每次约1 min;再用70-75%(V/V)的酒精进行消毒处理20 sec,用3% NaClO消毒液浸泡2 min,最后用无菌水清洗三次,放进无菌瓶中备用。

(二)基因组提取及PCR扩增 1、总基因组的提取

采用改良的CTAB法提取植物样品的总基因组DNA,方法如下:

(1)将预处理后的2 g样品在无菌研钵内用液氮充分研磨至细粉末状,称取0.2 g样品装入1.5 ml 无菌的eppendorf管中。

(2)加入1 mL CTAB提取液(65℃预热),立即混匀,65℃水浴90 min,每间隔20-30 min轻轻颠倒eppendorf管混匀一次,12000 rpm 4℃离心10 min。

(3)取上清,加2/3体积的酚/氯仿/异戊醇(25:24:1),颠倒数次充分混匀,12000 rpm,4℃,离心10 min,如此重复至上层变澄清。

(4)取上清,加2/3体积的氯仿/异戊醇(24:1),颠倒数次充分混匀,12000 rpm,4℃离心10 min。

(5)取上清,加1/10体积的NaAC溶液和1个体积的无水乙醇(-20℃预冷),在-20℃下沉淀30 min以上,8000 rpm离心5 min。

(6)弃上清,用70%酒精洗涤沉淀2次,8000 rpm离心5 min,真空干燥15 min。 (7)加50 μL TE溶液或ddH2O溶解DNA,取5 μL 上样,1%琼脂糖凝胶电泳检测,-20℃保存。

2、16srDNA基因序列的PCR扩增

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巢式PCR(Nested PCR)是使用两对PCR引物扩增目的DNA片段,第二对引物称为巢式引物,扩增的目的片段包含在第一次PCR扩增片段的内部,保证第二次PCR产物几乎或者完全没有引物配对特异性不强造成的非特异性扩增。因为第二对引物要用于DGGE电泳分析,根据DGGE电泳的原理,上游引物的5’端加上一段40 bp 左右的GC碱基序列(5’-CGCCC GCCGC GCGCG GCGGG CGGGG CGGGG GCACG GGGGG-3’)。

巢式PCR第一次PCR以总基因组为模板,扩增出内生菌的目的基因片段,第二次PCR以第一次PCR产物为模板,并且退火温度较高。

反应体系如下:

10×PCR Buffer dNTP Mixture(10 mM) Primer1 (10 pmol/μL) Primer2 (10 pmol/μL) DNA模板 Taq (5 U/μL) ddH2O Total

反应条件为:

94℃ 794℃ 50℃ 72℃ 2℃

4min 1min 1min 1min 8min

2.5 μL 0.5 μL 1.0 μL 1.0 μL 1.0 μL 0.2 μL 18.8 μL 25 μL 30cycles 33

8℃ ∞

(三)DGGE电泳

采用Decode Universal Mutation Detection System(Bio-Rad,USA)对PCR扩增产物进行电泳分离。具体步骤如下:

1、胶槽的组装

先用95%乙醇清洗两块玻璃板及两个间隔条,再用蒸馏水清洗一遍,干燥。将间隔条置于大玻璃板两侧边缘并且缺口处放在内侧,再将小玻璃板放在上面并与之对齐,用夹子将两块玻璃板固定,并调水平及垂直平衡。

2、DGGE胶的制做

采用6%丙烯酰胺凝胶,根据不同目的片段的大小将0%和100%的变性剂按照相应的比例配置不同的高浓度和低浓度的变性缓冲液,分别取高浓度和低浓度的变性剂溶液20 mL,加90 μL的 4.5 μL/mL 10% APS和20 μL的lμL/mL的TEMED(APS:TEMED =4.5:1),立即颠倒混合均匀。将高浓度变性剂溶液和低浓度变性剂溶液分别吸入相应的针筒,并固定在梯度形成器对应的高低浓度两侧,将出胶针头置于胶板之间。推动梯度形成器,将胶灌入两个玻璃板之间,注意避免产生气泡。灌胶结束后,在胶板顶部小心倾斜插入梳子(避免产生气泡),静置1.5-2 hr待胶凝固。及时将针筒中剩余的溶液排净并清洗干净。

3、电泳

在DGGE电泳槽中加入7L新鲜配置的1×TAE缓冲液,使电泳槽中的缓冲液页面至“Full”和“Run”中间的位置,将胶板固定在黄色的凝胶板架上,放进电泳槽中,最后将温度控制器盖在电泳槽上。接通电源,打开电泳仪预热使缓冲液的温度达到60℃。轻轻将梳子拔出,将加样孔中的缓冲液用加样针吸出,缓缓加入约30 μL 第二次PCR产物与6×Loading Buffer的混合液,100V电压电泳12 hr。

4、染色

DNA染色采用银染试剂盒进行银染,具体过程包括以下步骤:

a) 固定1:将凝胶加入固定液1,轻轻摇动孵育10 min,小心弃掉液体; b) 固定2:加入固定液2,轻轻摇动孵育3 min,小心弃掉液体; c)用去离子水漂洗三次,每次5 min;

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d)银染:加入0.12%银染试剂暗处孵育20 min,弃液; e)去离子水冲洗两次,每次2 min,充分倒掉去离子水; f)显色:加入显色液,轻轻摇动孵育5-20 min,进行显色;

g)终止反应:当显色步骤中凝胶条带清晰时,立即倒掉显色液,加入入终止液。 5、拍照

快速银染后,进行DGGE凝胶图片的拍照。 (四)条带回收、纯化与测序 1、DGGE条带的回收与纯化

将DGGE条带割胶之后,采用DGGE条带回收试剂盒(溶液法)进行回收,步骤如下:

(1)切下的胶条放入1.5 mL离心管,加入1 mL去离子水上下混匀,离心,用枪头小心将离心管内的水吸取出;重复此步骤一次。

(2)加入1 mL DGGE回收专用的Buffer,颠倒混匀,离心,弃去。

(3)再加入 150 μL DGGE回收专用的Buffer,采用无菌研磨棒将凝胶充分研磨;然后50℃水浴2 hr,期间上下颠倒混匀。

(4)4℃,12000 rpm离心8 min,用移液器小心轻轻吸取上清的 80%至新的1.5 mL离心管,注意不要吸取到离心管底部的沉淀。

(5)计算上清液体体积,加入1/10V NaAc和10 μL 糖原(RNase & DNase-Free),以及加入2.5V预冷的无水乙醇,-80℃冰箱放置1hr或-20℃放置过夜。

(6)4℃,12000 rpm离心15 min,弃去上清;然后加入1 mL -20℃预冷的75 %乙醇,并且上下轻轻颠倒混匀5次。

(7)4℃,12000 rpm离心8 min,弃去上清,倒扣在吸水纸上,然后用2-10 μL枪头小心吸去残余酒精,真空干燥15 min。

(8) 加入10 μL 无菌TE洗脱液,混匀,-20℃保存备用。 2、克隆及测序

以上述获得的DGGE割胶回收产物为模板,采用不含GC夹的巢式引物进行PCR,按照AxyPrep DNA 凝胶回收试剂盒的操作步骤回收目的条带。

(1)PCR产物的连接

将以上回收产物与克隆载体连接,连接反应体系如下:

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