黄海潮间带和浅海表层沉积物中植物DNA提取和PCR扩增的方法学探索

海洋沉积物中的植物信息具有重要的生态学和古环境意义,但传统方法只能通过研究沉积物中的孢粉获取植物信息。随着分子生物学的进步,探索利用海洋沉积物中的植物分子多样性解释全球变化成为了一种新的尝试。文章首次尝试了对海洋沉积物中的植物DNA进行提取与PCR扩增,通过使用不同的DNA提取方法(DNA提取试剂盒)和PCR扩增条件[2倍浓缩的PCR扩增预混合溶液(Mix)退火温度、循环数、DNA模板量以及引物],探索海洋沉积物中植物DNA提取和PCR扩增的方法,并在采自黄海潮间带以及浅海表层的沉积物中进行了检验。共尝试了32种方法,结果表明:强力土壤微生物DNA提取试剂盒(DNeasy PowerSoil)以及2×TransTaq HiFi PCR SuperMixⅠ是较好的DNA提取与扩增条件;对于潮间带表层沉积物样品,最佳退火温度为55℃,最佳循环数为55个循环;而对于浅海表层沉积物样品,最佳退火温度为59℃,最佳循环数为45个循环;此外,相对于rbcL引物, gh引物的扩增结果更好。这项研究首次成功提取并扩增了海洋沉积物中的植物DNA,以期应用于海洋沉积物中植物分子多样性的分析,为研究全球环境变化和陆地植被变化提供一种新的技术途径。

黄海沉积物柱状样中有孔虫古DNA的提取和PCR扩增的方法学初探

海洋沉积物柱状样有孔虫古DNA是近年来国际新兴的研究技术,对于解释海洋全球变化可以获取到传统形态学检获不到的遗传信息,并对其进行比较和补充。目前国际上有孔虫古DNA的研究主要开展于深海和极地等有利于DNA保存的环境,但对于近海陆架海域尚无相关有效的技术研究。为了探索适合提取和扩增陆架浅海环境沉积物柱状样中的有孔虫古DNA的方法,本实验以采自山东半岛附近的黄海沉积物柱状样为研究对象,通过改进DNA提取过程的涡旋震荡时间和洗脱液体积、比较不同的PCR扩增条件和引物对,对陆架浅海地区沉积物柱状样中有孔虫古DNA提取和PCR扩增的方法进行了探索。借助ImageJ软件对PCR产物的凝胶电泳图像进行了定量分析与比较。研究结果显示,延长涡旋震荡时间和减少洗脱液体积可以提高对海洋沉积物环境总古DNA的提取效能,使用引物对s14F0和s15以及优化后的PCR条件能成功扩增陆架浅海环境沉积物中的有孔虫古DNA。本文探索了适用于陆架浅海环境沉积物柱状样的有孔虫古DNA的研究技术,可为古海洋和古环境研究提供新的研究思路。