مقایسه کارآیی نانوذرات مغناطیسی آهن با روش‌های CTAB و تشخیص سریع برای استخراج DNA از گلبرگ گل سرخ رقم "Vendetta"

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری فیزیولوژی گیاهی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه خوارزمی، کدپستی: ۱۵۷۱۹۱۴۹۱۱، تهران، ایران.

2 دانشیار گروه علوم گیاهی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه خوارزمی، کدپستی: ۱۵۷۱۹۱۴۹۱۱، تهران، ایران.

3 استادیار گروه تولیدات گیاهی و کشاورزی پایدار، پژوهشکده کشاورزی، سازمان پژوهشهای علمی وصنعتی ایران، کدپستی: ۳۳۵۳۵۱۱۱، تهران

4 استاد گروه علوم گیاهی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه خوارزمی، کدپستی: ۱۵۷۱۹۱۴۹۱۱، تهران ، ایران و گروه زیست شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.

چکیده
استخراج DNA با کیفیت و کمیت عالی برای بسیاری از مطالعات بیولوژی مولکولی ضروری است. DNA استخراج‌شده از بافت گلبرگ به خاطر محتوای فراوان متابولیت‌‎های ثانویه از کمیت و کیفیت مطلوبی برخوردار نیست. کاروتنوئیدها، آنتوسیانین‌ها، فنولیک‌اسیدها و فلاونوئیدها، موثرترین متابولیت‌های ثانویه موجود در گلبرگ به‌عنوان آلودگی در نظر گرفته می‌شوند و در فرآیند استخراج و تخلیص DNA اختلال ایجاد می‌نمایند. با توجه به این که مبنای بسیاری از تحقیقات مولکولی در مهندسی ژنتیک و ژنومیکس، وجود DNA با کیفیت بالا است، بنابراین یافتن روشی کارآمد برای کاهش اثرات منفی این ترکیبات در فرآیند استخراج ضروری به نظر می‌رسد. در همین راستا نانوذرات مغناطیسی آهن برای بهبود استخراج DNA با کمیت و کیفیت عالی از بافت گلبرگ گل سرخ در این پژوهش استفاده شده است. در ادامه به‌منظور مقایسه کارآیی استخراج DNA، از روش‌های ستیل‌تری‌‌متیل‌اتیل‌آمونیوم‌بروماید (CTAB) بهینه شده و روش تشخیص سریع استفاده شد. نتایج نشان داد که کمیت و کیفیت DNA استخراج‌شده از گلبرگ با استفاده از روش نانوذرات مغناطیسی آهن در مقایسه با دو روش دیگر قابل اعتمادتر بود. علاوه براین، این روش قادر به استخراج مقدار مطلوب DNA، با کمترین میزان نمونه در طی چند دقیقه است. با توجه به کیفیت وکمیت DNA استخراج‌شده با نانوذرات مغناطیسی آهن، این روش به‌عنوان یک پروتکل کارآمد برای استخراج DNA از گلبرگ گل سرخ توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Narayanan C, Dubey S, Wali SA, Shukla N, Kumar R, Mandal AK, et al. Optimization of DNA extraction for ISSR studies in Tectona grandis L.f.-an important forest tree species. Afr J Biotechnol. 2006;5(13):1220-3. [Link]
Abdel-Latif A, Osman G. Comparison of three genomic DNA extraction methods to obtain high DNA quality from maize. Plant Methods. 2017;13:1. [Link] [DOI:10.1186/s13007-016-0152-4]
Dehestani A, Kazemi Tabar SK. A rapid efficient method for DNA isolation from plants with high levels of secondary metabolites. Asian J Plant Sci. 2007;6(6):977-81. [Link] [DOI:10.3923/ajps.2007.977.981]
Sahu SK, Thangaraj M, Kathiresan K. DNA extraction protocol for plants with high levels of secondary metabolites and polysaccharides without using liquid nitrogen and phenol. ISRN Mol Biol. 2012;2012:205049. [Link] [DOI:10.5402/2012/205049]
Kumar V, Prasad A, Roy Ch, Chattopadhyay T. Validation of a simple and rapid method for isolating genomic DNA from medicinal and aromatic plants for subsequent polymerase chain reaction. Int J Curr Microbiol App Sci. 2018;7(8):2562-6. [Link] [DOI:10.20546/ijcmas.2018.708.263]
Varma A, Padh H, Shrivastava N. Plant genomic DNA isolation: An art or a science. Biotechnol J. 2007;2(3):386-92. [Link] [DOI:10.1002/biot.200600195]
Tan SC, Yiap BC. DNA, RNA, and protein extraction: The past and the present. J Biomed Biotechnol. 2009;2009:574398. [Link] [DOI:10.1155/2009/574398]
Khan IA, Awan FS, Ahmad A, Khan AA. A modified mini-prep method for economical and rapid extraction of genomic DNA in plants. Plant Mol Biol Rep. 2004;22(1):89. [Link] [DOI:10.1007/BF02773355]
Lutz KA, Wang W, Zdepski A, Michael TP. Isolation and analysis of high quality nuclear DNA with reduced organellar DNA for plant genome sequencing and resequencing. BMC Biotechnol. 2011;11:54. [Link] [DOI:10.1186/1472-6750-11-54]
Xu Q, Wen X, Deng X. A simple protocol for isolating genomic DNA from chestnut rose (Rosa roxburghii Tratt) for RFLP and PCR analyses. Plant Mol Biol Rep. 2004;22(3):301-2. [Link] [DOI:10.1007/BF02773140]
Cheng YJ, Guo WW, Yi HL, Pang XM, Deng X. An efficient protocol for genomic DNA extraction from Citrus species. Plant Mol Biol Rep. 2003;21(2):177-8. [Link] [DOI:10.1007/BF02774246]
Gabriadze I, Kutateladze T, Vishnepolsky B, Karseladze M, Datukishvili N. Application of PCR-based methods for rapid detection of corn ingredients in processed foods. Int J Nutr Food Sci. 2014;3(3):199-202. [Link]
Stefanova P, Taseva M, Georgieva T, Gotcheva V, Angelov A. A modified CTAB method for DNA extraction from soybean and meat products. Biotechnol Biotechnol Equip. 2013;27(3):3803-10. [Link] [DOI:10.5504/BBEQ.2013.0026]
Amani J, Kazemi R, Abbasi AR, Salmanian AH. A simple and rapid leaf genomic DNA extraction method for polymerase chain reaction analysis. Iran J Biotechnol. 2011;9(1):69-71. [Link]
Ghahari S, Ghahari S, Nematzadeh GA. Magnetic nano fluids for isolation of genomic DNA and total RNA from various prokaryote and eukaryote cells. J Chromatogr B. 2018;(1102-1103):125-34. [Link] [DOI:10.1016/j.jchromb.2018.10.006]
Cai BH, Zhang JY, Gao ZH, Qu SC, Tong ZG, Mi L, et al. An improved method for isolation of total DNA from the leaves of Fragaria spp. Jiangsu J Agric Sci. 2008;24(6);875-7. [Link]
Olgunsoy P, Ulusoy S, Akçay UÇ. Metabolite production and antibacterial activities of callus cultures from rosa damascena mill. petals. Marmara Pharm J. 2017;21(3):590-7. [Link] [DOI:10.12991/marupj.319331]
Yu D, Tang H, Zhang Y, Du Z, Yu H, Chen Q. Comparison and improvement of different methods of RNA isolation from strawberry (Fragria× ananassa). J Agric Sci. 2012;4(7):51-6. [Link] [DOI:10.5539/jas.v4n7p51]
Klie M, Debener T. Identification of superior reference genes for data normalisation of expression studies via quantitative PCR in hybrid roses (Rosa hybrida). BMC Res Notes. 2011;4(1):518. [Link] [DOI:10.1186/1756-0500-4-518]
Zhang ZC, Yuan C, Wan QH. Surface modification of magnetic silica microspheres and its application to the isolation of plant genomic nucleic acids. Chin J Anal Chem. 2007;35(1):31-6. [Link] [DOI:10.1016/S1872-2040(07)60024-3]
Kudr J, Haddad Y, Richtera L, Heger Z, Cernak M, Adam V, et al. Magnetic nanoparticles: From design and synthesis to real world applications. Nanomaterials. 2017;7(9):243. [Link] [DOI:10.3390/nano7090243]
Berensmeier S. Magnetic particles for the separation and purification of nucleic acids. Appl Microbial Biotechnol. 2006;73(3):495-504. [Link] [DOI:10.1007/s00253-006-0675-0]