新的DNA提取方法用于植物组织中的长阅读测序
研究诸如木瓜之类的商业有价值植物的基因组会导致具有更强抗病性，更高耐旱性和其他改善的品种。在伊利诺伊大学Urbana-Champaign大学开发的一项方案使实验室能够成本和迅速地将高分子量（HMW）DNA与多种植物物种分离。
植物的新型基因组组件
从头开始解读生物体的遗传密码可以提供最终使植物更好的见解。问题从头但是，植物的基因组组件是它们包含许多重复的DNA元素。这实际上可以使得在对短DNA片段进行测序时几乎无法获得良好的组件，但是较长的片段能够解决这些重复序列。
我与伊利诺伊大学Urbana-Champaign大学的Alvaro Hernandez和他们的研究团队成员一起最近出版期刊中的独特DNA提取方法细胞。它设计用于制备高纯度，HMW植物DNA，适合长阅读下一代测序（NGS）。
该方法将用于生成长和超读的方法，然后可以将其用于新颖的基因组集成钙科物种，这是一个热带开花植物的家族，包括木瓜和其他可食用的水果。基因组组装将提供信息，以进一步研究这种经济重要的植物家族的性别确定途径及其进化史。
来自植物组织的高分子量DNA
DNA数量和质量是长阅读NGS成功的重要因素，但是达到足够的两者水平可能具有挑战性。因为有必要产生长的DNA碎片，所以我们的研究团队知道我们需要开发特定于植物组织的程序。
从右样品开始很重要，并提高了HMW DNA纯度。我们发现，使用新鲜的幼叶没有任何疾病迹象，因为成年叶可以包含更高水平的污染物，例如多糖，多酚等。
除了使用新鲜的叶子进行采样外，我们还实施了测序之前的纯化步骤，以解决任何残留的杂质，例如蛋白质，苯酚或其他有机化合物。
在整个工作流程中，温和的处理和使用专用工具（例如宽孔移液器）也是防止在准备过程中DNA碎片化的关键。片段化最终将导致合适长度DNA的低屈服，用于长阅读或超读的DNA测序。
然后使用各种质量评估对提取的DNA的质量和数量进行测试。
具有不同目标的多个质量测试
通过使用样品质量控制程序，该团队能够确保DNA提取含有高度纯净且足够长的片段，用于长和超级阅读的测序。团队使用了紫外线可见（UV-VIS）分光光度法和荧光测定法以测量DNA数量并鉴定污染物。我们通过将DNA运行在样品中验证了长片段琼脂糖凝胶。
尽管我们可以检测到长的DNA片段，超大的DNA片段和大量的琼脂糖凝胶上的小型DNA片段，但很难在50千座下看到少量短的DNA片段。
为了改善DNA样品中小片段的辨别，我们使用了片段分析仪系统。该系统将数据显示在电文件图中，即使这些短片段被散布在一起，也可以轻松看到少量较短的片段。该分析使我们有可能确定样本是否具有可接受的质量和长度的长度测序。结果证实了我们的DNA提取方法是按预期执行的。
只是植物基因组组件的开始
通过不同的质量控制技术证实的我们的提取方法可以产生高纯度样品，从而产生25千碱基的平均读取分布。然后，这些读物可用于漫画科家族中不同物种的新基因组组件。使用此方法可以执行内部提取，从而消除了将样本发送到服务实验室的成本。
尽管我们最初设计了这种提取方法来从植物组织中获得合适的DNA进行牛津纳米孔长阅读测序，但我们设想该过程也可以与其他测序平台（例如PACBIO或Illumina测序技术）一起使用。
我们还预计，该方法将很好地分析富有钙科以外的其他植物物种的组织。仍然有许多物种仍未组装基因组，但是每天都会出现更多类似的分析。通过使从植物组织中产生高纯度HMW DNA变得更简单，更便宜，我们希望能够提供更多的研究来支持更具弹性的食品系统，增强了生物能源的前景以及对植物生物学的更深入了解获得的其他好处。
参考：Zerpa-Catanho D，Zhang X，Song J，Hernandez AG，MingR。超长的DNA分子从植物核中分离出超长的读取基因组测序。Cell 2021，183，875-889.E117。doi：10.1016/j.xpro.2021.100343
