元基因組學方法和步驟

Ⅰ 宏基因組學的介紹

宏基因組學（Metagenomics）又叫微生物環境基因組學、元基因組學。它通過直接從環境樣品中提取全部微生物的DNA,構建宏基因組文庫，利用基因組學的研究策略研究環境樣品所包含的全部微生物的遺傳組成及其群落功能。它是在微生物基因組學的基礎上發展起來的一種研究微生物多樣性、開發新的生理活性物質（或獲得新基因）的新理念和新方法。其主要含義是： 對特定環境中全部微生物的總DNA（也稱宏基因組，metagenomic）進行克隆，並通過構建宏基因組文庫和篩選等手段獲得新的生理活性物質；或者根據rDNA資料庫設計引物，通過系統學分析獲得該環境中微生物的遺傳多樣性和分子生態學信息。

Ⅱ 宏基因組測序方法

焦磷酸測序是454高通量測序平台的測序原理,宏基因組測序是高通量測序的服務項目中的一種,就是對環境樣本中提取的總DNA直接進行測序,可以採用454或者Hiseq 2000 測序平台進行測序.454讀長長,拼接效果比較好,但是費用比較高；Hiseq2000 讀長較短,但是通量非常高,費用比較低.你可以根據自己的科研目的和經費進行選擇.

Ⅲ 基因組學研究方法

基因組學（英文genomics），研究生物基因組和如何利用基因的一門學問。用於概括涉及基因作圖、測序和整個基因組功能分析的遺傳學分支。該學科提供基因組信息以及相關數據系統利用，試圖解決生物，醫學，和工業領域的重大問題
基因組研究應該包括兩方面的內容：以全基因組測序為目標的結構基因組學（structural genomics）和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學（functional genomics)，又被稱為後基因組（postgenome）研究，成為系統生物學的重要方法。
基因組學能為一些疾病提供新的診斷，治療方法。例如，對剛診斷為乳腺癌的女性，一個名為「Oncotype DX」的基因組測試，能用來評估病人乳腺癌復發的個體危險率以及化療效果，這有助於醫生獲得更多的治療信息並進行個性化醫療。基因組學還被用於食品與農業部門。
基因組學的主要工具和方法包括： 生物信息學，遺傳分析，基因表達測量和基因功能鑒定。
基因組學出現於1980年代，1990年代隨著幾個物種基因組計劃的啟動，基因組學取得長足發展。 相關領域是遺傳學，其研究基因以及在遺傳中的功能。
1980年，噬菌體Φ-X174;(5,368 鹼基對)完全測序，成為第一個測定的基因組。
1995年，嗜血流感菌（Haemophilus influenzae，1.8Mb）測序完成，是第一個測定的自由生活物種。從這時起，基因組測序工作迅速展開。
2001年，人類基因組計劃公布了人類基因組草圖，為基因組學研究揭開新的一頁。
基因組學是研究生物基因組的組成,組內各基因的精確結構、相互關系及表達調控的科學。基因組學、轉錄組學、蛋白質組學與代謝組學等一同構成系統生物學的組學（omics）生物技術基礎。
基因組研究應該包括兩方面的內容：以全基因組測序為目標的結構基因組學（structural genomics）和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學（functional genomics)，又被稱為後基因組（postgenome）研究，成為系統生物學的重要方法。
基因組DNA測序是人類對自身基因組認識的第一步。隨著測序的完成，功能基因組學研究成為研究的主流，它從基因組信息與外界環境相互作用的高度，闡明基因組的功能。功能基因組學的研究內容：人類基因組 DNA 序列變異性研究、基因組表達調控的研究、模式生物體的研究和生物信息學的研究等。
(1)基因組表達及調控的研究。在全細胞的水平，識別所有基因組表達產物mRNA和蛋白質，以及兩者的相互作用，闡明基因組表達在發育過程和不同環境壓力下的時、空的整體調控網路。
(2)人類基因信息的識別和鑒定。要提取基因組功能信息，識別和鑒定基因序列是必不可少的基礎工作。基因識別需採用生物信息學、計算生物學技術和生物學實驗手段，並將理論方法和實驗結合起來。基於理論的方法主要從已經掌握的大量核酸序列數據入手，發展序列比較、基因組比較及基因預測理論方法。識別基因的生物學手段主要基於以下的原理和思路：根據可表達序列標簽(STS)；對染色體特異性cosmid進行直接的cDNA選擇；根據CpG島；差異顯示及相關原理；外顯子捕獲及相關原理；基因晶元技術；基因組掃描；突變檢測體系，等等。
（3）基因功能信息的提取和鑒定。包括：人類基因突變體的系統鑒定；基因表達譜的繪制；「基因改變-功能改變」的鑒定；蛋白質水平、修飾狀態和相互作用的檢測。
（4）在測序和基因多樣性分析。人類基因組計劃得到的基因組序列雖然具有代表性，但是每個人的基因組並非完全一樣，基因組序列存在著差異。基因組的差異反映在表型上就形成個體的差異，如黑人與白人的差異，高個與矮個的差異，健康人與遺傳病人的差異，等等。出現最多基因多態性就是單核苷酸多態性(SNPs)。
（5）比較基因組學。將人類基因組與模式生物基因組進行比較，這一方面有助於根據同源性方法分析人類基因的功能，另一方面有助於發現人類和其他生物的本質差異，探索遺傳語言的奧秘 。
結構基因組學是繼人類基因組之後又一個國際性大科學熱點，主要目的是試圖在生物體的整體水平上（如全基因組、全細胞或完整的生物體）測定出（以實驗為主、包括理論預測）全部蛋白質分子、

蛋白質－蛋白質、蛋白質－核酸、蛋白質－多糖、蛋白質－蛋白質－核酸－多糖、蛋白質與其他生物分子復合體的精細三維結構，以獲得一幅完整的、能夠在細胞中定位以及在各種生物學代謝途徑、生理途徑、信號傳導途徑中全部蛋白質在原子水平的三維結構全息圖。在此基礎上，使人們有可能在基因組學、蛋白質組學、分子細胞生物學以致生物體整體水平上理解生命的原理。
對疾病機理的闡明、對疾病的防治有重要應用意義。
發展回顧1998年4月,由美國國家醫學科學院（NIGMS）和Wellcome Trust發起在英國召開了第一次國際結構基因組會議，美國、法國、英國、德國、加拿大、日本、荷蘭、義大利以及以色列的9國科學家參加了會議。2000年9月，美國NIGMS決定首批投入1.5億美元，在美國建設7個研究中心（目前已經發展成為10個），爭取在未來10年內解出1萬個蛋白質的三維結構，建立蛋白質的氨基酸殘基序列、三維結構和生物功能之間的有機聯系，同時也支持結構基因組方法學的研究。2002年，10家大型國際制葯公司宣布啟動結構基因組研究。2000年11月，日本組織召開國際會議討論結構基因組計劃的有關問題，確定了完成測定3000個蛋白質三維結構的「Protein3000計劃」。2001年4月，在美國召開了第二次國際結構基因組會議,表明新一輪大規模的國際合作研究已經開始。主要進展我國在結構生物學研究方面具有較好的基礎。60年代，我國科學家在世界上首次人工合成了胰島素；70年代初又測定出1.8 埃; 解析度的豬胰島素三維結構，成為世界上為數不多的能夠測定生物大分子三維結構的國家，這些研究工作處於當時的世界先進水平。在國際結構基因組研究剛露端倪之時，我國科學家就敏感地抓住了這一新動向，2000年我國開展了結構基因組學的研究。近來，國家863計劃、973計劃、中國科學院知識創新工程、國家重大攻關項目、自然科學基金先後重點資助了結構基因組學的研究工作和相關技術平台的建設。相關研究工作既有分工、又有交叉合作，並充分地考慮到了我國基因組水平研究的特點和我國在結構解析方法研究在國際上的地位。並計劃在參加國際合作的基礎上，在逐步建立基因組研究技術平台的同時，五年之中完成200－300個蛋白質三維結構的測定。
我國的結構生物學研究隊伍近年來不斷發展壯大，中國科學院生物物理所、中國科技大學、北京大學、清華大學以及中國科學院物理所、高能所、上海生命科學院、福州物質結構所、上海復旦大學等單位均是我國開展結構基因組研究的重要基地。
我國結構基因組學研究雖然啟動時間較短，但已經獲得了不少重要進展。 據初步統計，已經完成了近千個克隆，已表達出210個蛋白質，其中有100多個可溶或部分可溶；獲得近30個結晶和NMR樣品，已經測定出5個結構。

Ⅳ 基因組文庫構建的方法與過程分別是什麼！

首先獲取供體細胞中的DNA---用限制酶切割成許多DNA片段---並將其插入載體---並導入受體菌群（基因組文庫）外源DNA擴增，產生特定性狀分離目的基因。

Ⅳ 功能基因組學的基本研究思路與基本方法是什麼為什麼說它與細胞生物學的發展密切相關

你的這個問題太大了,幾乎是沒有標准答案的.
功能基因組學包含的范圍太廣, 轉錄組, 蛋白質組這些都屬於功能基因組的范圍.

簡單說研究思路就是, 找到這個基因了,------看看這個基因表達什麼蛋白------這個蛋白是做什麼用的-----在生物體的層面看看這個蛋白的功能,是不是與其他蛋白有協同或者拮抗作用.

但是現在蛋白質組有蛋白質組獨特的研究思路和方法. 葯物基因組有葯物基因組的側重點和研究方法.

功能基因組是從一個大的層面上來研究基因的, 因此也跟細胞生物學相關聯了.

作為一個知識來講,大概就是這點內容, 但是作為一道考題來說. 真不知道該怎麼給你回答,我覺得除了你們老師, 這些做功能基因組學研究的人基本上答不出這么大的問題.

Ⅵ 元基因組的重要作用

「人體內共生的微生物多達1000多種，它們的基因總和叫『微生物組』，也被稱為『人類元基因組』。」趙立平教授如數家珍：「人們一直認為，一個生物，不管是單細胞細菌還是像人類這樣的高等生物，都是由基因信息控制其生老病死。」但是，越來越多的研究表明，人體的生理代謝和生長發育除受自身基因控制外，人體里共生的大量微生物的遺傳信息也發揮著重要作用，它們所編碼的基因數量是人體自身基因數量的50～100倍，相當於人體的「第二個基因組」。
正是這些共生在人體內、肉眼不可見的「小不點兒」們，對人體的免疫、營養和代謝等起著至關重要的作用。一方面，人體的健康狀況發生變化，體內共生微生物的組成就會發生變化；反之，體內微生物組成的變化，也會導致人體健康狀況的改變。因此，人體共生微生物的組成可以真實而准確地反映人體的健康狀況。
鑒於了解到人類元基因組對人體健康的重要性，科學界積極開展了相關研究。如歐盟、美國和日本的科研人員相繼啟動了人類元基因組研究計劃。趙立平教授特別提到，去年12月9～10日，英、美、法、中等國科學家在美醞釀成立「人類微生物組國際研究聯盟(IHMC)」，計劃今年4月聯合啟動「人類元基因組計劃」，開始對人類元基因組的全面研究。這項被稱為「第二人類基因組計劃」的項目將對人體內所有共生的微生物群落進行測序和功能分析，其序列測定工作量至少相當於10個人類基因組計劃，並有可能發現超過100萬個新的基因，最終在新葯研發、葯物毒性控制和個體化用葯等方面實現突破性進展。

Ⅶ 提取基因組的方法

提取基因組DNA和細胞核DNA是不同的方法
提取細胞核要先把細胞破碎分離出細胞核，要在甘油或其他保護劑中進行
SDS十二烷基磺酸鈉：可破壞細胞膜、核膜，並使組織蛋白與DNA分離
CATB是一種抽提液，破壞細胞膜的~具體忘了~
DNA不溶於異丙醇，異丙醇可以析出DNA，產生白色絮狀沉澱，用槍頭挑出就可以了
以下是一些具體方法，希望有用
基因組DNA提取方法

制備基因組DNA是進行基因結構和功能研究的重要步驟，通常要求得到的片段的長度不小於100-200kb。在DNA提取過程中應盡量避免使DNA斷裂和降解的各種因素，以保證DNA的完整性，為後續的實驗打下基礎。主要是CTAB方法，其他的方法還有1物理方式:玻璃珠法,超聲波法,研磨法,凍融法。2化學方式：異硫氰酸胍法,鹼裂解法3生物方式:酶法。根據核酸分離純化方式的不同有:硅質材料、陰離子交換樹脂等

試驗步驟：

1、貼壁細胞用胰酶消化，離心收集。

2、細胞重懸於冰冷的PBS漂洗一次，離心收集。試驗步驟2再重新作一邊。

3、加入5mlDNA提取緩沖液，(10mmol/LTris-cl,0.1mol/LEDTA,o.5%SDS),混勻。

4、加入25ul蛋白酶K,使終濃度達到100ug/ml,混勻，50℃水浴3h,

5、用等體積的酚抽提一次，2500rpm離心收集水相，用等體積的（酚，氯仿，異戊醇）混合物抽提一次，2500r/min離心收集水相

6、用等體積的氯仿，異戊醇抽提一次。加入等體積的5mol/L的LiCL,混勻，冰浴，10min.。

7、2500rpm離心10min.轉上清於一離心管中。加入等體積的異丙醇。室溫10min。

2500rpm,離心10min。棄上清。

8、加入0.1倍體積3mol/L乙酸鈉(PH5.2)與2倍體積-20℃預冷無水乙醇。-20℃20min。

9、12000r/min,室溫離心5min。棄上清。將DNA溶於適量TE中。

外周血DNA提取技術

分離外周血白細胞提取方法：

試驗步驟：

1、取人肘靜脈血5ml，EDTA抗凝，2500rpm離心10min。

2、小心吸取上層血漿，分裝到3個0.5ml離心管中。

3、在血細胞中加入3倍體積的溶血液，搖勻，冰浴15min。

4、2500rpm離心10min，棄上清。

5、加入10ml溶血液，搖勻，冰浴15min。

6、3000rpm離心10min，棄上清。

7、倒置離心管，去掉殘液。

8、得白細胞，－80?C凍存。

試驗要求：

血至分離白細胞之間隔時間在室溫下放置不超過2h，4℃放置不超過5h，以防白細胞自溶。

氯仿法抽提外周血白細胞基因組DNA：

試驗試劑：

Ligsisbuffer：

133mMNH4ClNHCl7.12g0.9mMNH4HCO3NH4HCO30.071g0.1mMEDTA0.5mMEDTA0.2ml；最後加滅菌去離子水至1000ml，高壓滅菌。

ACD抗凝劑：檸檬酸1.68g檸檬酸鈉4.62g葡萄糖5.15g；最後加滅菌去離子水至350ml，高壓滅菌。

提取緩沖液（Extractionbuffer）：

10mMTrisCl(PH=8.0)1MTris.Cl(PH=8.0)1ml0.1mMEDTA(PH=8.0)0.5mMEDTA(PH=8.0)20ml0.5%SDS10%SDS0.5ml；最後加滅菌去離子水至100ml，高壓滅菌

試驗步驟：

1、在500μl抗凝血中加入ligsisbuffer1000μl，充分顛混至清亮。以4000rpm，離心5min。棄上清液。

2、沉澱中加入ligsisbuffer1500μl，充分勻漿。以6000rpm，離心5min。

3、徹底棄去上清，加入extractionbuffer500μl（裂解細胞），混勻置於37℃，水溶1h。

4、加入8μl的蛋白酶K，顛混，37℃過夜（或55℃，3h，但是37℃效果要好些）。

5、每管加入450μl飽和酚（取溶液下層）緩慢搖晃10min，以5500rpm，離心15min。

6、取上清，每管加入250μl飽和酚和250μl氯仿－異戊醇，搖勻10min，以5500rpm，離心15min。

7、取上清，每管加入500μl氯仿－異戊醇，搖勻10min，以5500rpm，離心15min。

8、取上清，每管加50μl的3M的NaAC＋，適量無水乙醇（預冷）至滿，搖勻放入-20℃保存2h以上。

9、以12000rpm，離心20min。去上清，加入70％乙醇500μl，以12000rpm，離心5min，去上清，50－60℃乾燥。

10、加入50μl滅菌去離子水，轉彈，混勻。

NaI提取法提取外周血白細胞基因組：

實驗步驟：

1、取外周抗凝血（全血）100ul於eppendorf管中，12000rpm離心12min。

2、棄上清，加雙蒸水200ul溶解，搖勻20s。

3、混勻後加6MNaI溶液200ul，搖勻20s。

4、加入氯仿/異戊醇（24：1）400ul，邊加邊搖，搖勻20s，12000rpm離心12min。

5、取上層液350ul，加入另一新eppendorf管中，加0.6倍體積異丙醇，搖勻20s，室溫放置15min，靜置後的反應體系15000rpm離心12min，使沉澱緊貼eppendorf管壁。

6、棄異丙醇，加70％乙醇1ml（不振動），以15000rpm離心12min。

7、棄乙醇，敞開eppendorf管蓋，烘乾（37℃恆溫箱）後，加1xTE溶液30ul，溶解DNA＞12h以上，製成的DNA液-20℃冰箱保存備用。

常用的外周血白細胞基因提取方法：

試驗原理：

苯酚/氯仿提取DNA是利用酚是蛋白質的變性劑，反復抽提，使蛋白質變性，SDS(十二烷基磺酸鈉)將細胞膜裂解，在蛋白酶K、EDTA的存在下消化蛋白質或多肽或小肽分子，核蛋白變性降解，使DNA從核蛋白中游離出來。DNA易溶於水，不溶於有機溶劑。蛋白質分子表面帶有親水基團，也容易進行水合作用，並在表面形成一層水化層，使蛋白質分子能順利地進入到水溶液中形成穩定的膠體溶液。當有機溶液存在時，蛋白質的這種膠體穩定性遭到破壞，變性沉澱。離心後有機溶劑在試管底層(有機相)，DNA存在於上層水相中，蛋白質則沉澱於兩相之間。酚-氯仿抽提的作用是除去未消化的蛋白質。氯仿的作用是有助於水相與有機相分離和除去DNA溶液中的酚。抽提後的DNA溶液用2倍體積的無水乙醇在1/103mol/LNaCl存在下沉澱DNA，回收DNA用70%乙醇洗去DNA沉澱中的鹽，真空乾燥，用TE緩沖液溶解DNA備用。

試驗步驟：

1、將1mlEDTA抗凝貯凍血液於室溫解凍後移入5ml離心管中，加入1ml磷酸緩沖鹽溶液（PBS），混勻，3500rpm離心15min,傾去含裂解紅細胞的上清。重復一次。用0.7mlDNA提取液混懸白細胞沉澱，37℃水浴溫育1h。

2、將上述DNA提取液混懸白細胞，37℃水浴溫育1h後，加入1mg/ml蛋白酶K0.2ml,至終濃度為100-200ug/ml,上下轉動混勻，液體變粘稠。50℃水浴保溫3h，裂解細胞，消化蛋白。保溫過程中，應不時上下轉動幾次，混勻反應液。

3、反應液冷卻至室溫後，加入等體積的飽和酚溶液，溫和地上下轉動離心管5-10min，直至水相與酚相混勻成乳狀液。5000rpm離心15min，用大口吸管小心吸取上層粘稠水相，移至另一離心管中。重復酚抽提一次。加等體積的氯仿：異戊醇（24：1），上下轉動混勻，5000rpm離心15min，用大口吸管小心吸取上層粘稠水相，移至另一離心管中。重復一次。

4、加入1/5體積的3mol/LNaAc及2倍體積的預冷的無水乙醇，室溫下慢慢搖動離心管，即有乳白色雲絮狀DNA出現。用玻璃棒小心挑取雲絮狀的DNA，轉入另一1.5ml離心管中，加70%乙醇0.2ml，以5000rpm離心5min。洗滌DNA，棄上清，去除殘留的鹽。重復一次。室溫揮發殘留的乙醇，但不要讓DNA完全乾燥。加TE液20ul溶解DNA,置於搖床平台緩慢搖動，DNA完全溶解通常需12-24h。製成的DNA液-20℃冰箱保存備用。

真核細胞DNA的制備

一般真核細胞基因組DNA有107-9bp，可以從新鮮組織、培養細胞或低溫保存的組織細胞中提取，常是採用在EDTA以及SDS等試劑存在下用蛋白酶K消化細胞，隨後用酚抽提而實現的。這一方法獲得的DNA不僅經酶切後可用於Southern分析，還可用於PCR的模板、文庫構建等實驗。

根據材料來源不同，採取不同的材料處理方法，而後的DNA提取方法大體類似，但都應考慮以下兩個原則：

1、防止和抑制DNase對DNA的降解。

2、盡量減少對溶液中DNA的機械剪切破壞。

試劑准備：

1、TE:10mMTris-HCl(pH7.8);1mMEDTA(pH8.0)。

2、TBS:25mMTris-HCl(pH7.4);200mMNaCl;5mMKCl。

3、裂解緩沖液：250mMSDS;使用前加入蛋白酶K至100mg/ml。

4、20%SDS

5、2mg/ml蛋白酶K

6、Tris飽和酚（pH8.0）、酚/氯仿（酚∶氯仿=1∶1）、氯仿

7、無水乙醇、75%乙醇

試驗步驟：

材料處理：

1、新鮮或冰凍組織處理：

1)取組織塊0.3-0.5cm3,剪碎，加TE0.5ml，轉移到勻漿器中勻漿。

2)將勻漿液轉移到1.5ml離心管中。

3)加20%SDS25ml，蛋白酶K(2mg/ml)25ml，混勻。

4)60°C水浴1-3hr。

2、培養細胞處理：

1)將培養細胞懸浮後，用TBS洗滌一次。

2)離心4000g×5min，去除上清液。

3)加10倍體積的裂解緩沖液。

4)50-55°C水浴1-2hr。

DNA提取：

1、加等體積飽和酚至上述樣品處理液中，溫和、充分混勻3min。

2、離心5000g×10min，取上層水相到另一1.5ml離心管中。

3、加等體積飽和酚，混勻，離心5000g×10min，取上層水相到另一管中。

4、加等體積酚/氯仿，輕輕混勻，離心5000g×10min，取上層水相到另一管中。如水相仍不澄清，可重復此步驟數次。

5、加等體積氯仿，輕輕混勻，離心5000g×10min，取上層水相到另一管中。

6、加1/10體積的3M醋酸鈉（pH5.2）和2.5倍體積的無水乙醇，輕輕倒置混勻。

7、待絮狀物出現後，離心5000g×5min，棄上清液。

8、沉澱用75%乙醇洗滌，離心5000g×3min，棄上清液。

9、室溫下揮發乙醇，待沉澱將近透明後加50-100mlTE溶解過夜。

植物組織中DNA的提取

試驗原理：

脫氧核糖核酸（deoxribonucleicacid，DNA）是一切生物細胞的重要組成成分，主要存在於細胞核中，鹽溶法是提取DNA的常規技術之一。從細胞中分離得到的DNA是與蛋白質結合的DNA，其中還含有大量RNA，即核糖核蛋白。如何有效地將這兩種核蛋白分開是技術的關鍵。DNA不溶於0.14mol/L的NaCl溶液中，而RNA則能溶於0.14mol/L的NaCl溶液之中，利用這一性質就可以將二者從破碎細胞漿液中分開。制備過程中，細胞破碎的同時就有Dnase釋放到提取液中，使DNA因被降解而影響得率，在提取緩沖液中加入適量的檸檬酸鹽和EDTA，既可抑制酶的活性又可使蛋白質變性而與核酸分離，再加入陰離子去垢劑0.15％的SDS，經過2h攪拌，或用氯仿－異醇除去蛋白，通過離心使蛋白質沉澱而除去，得到的是含有核酸的上清液。然後用95％的預冷乙醇即可把DNA從除去蛋白質的提取液中沉澱出來。

植物DNA的SDS提取法：

試驗試劑：

1、研磨緩沖液：稱取59.63gNaCl，13.25g檸檬酸三鈉，37.2gEDTA－Na分別溶解後合並為一，用0.2mol/L的NaOH調至pH7.0，並定容至1000ml。

2、10×SSC溶液：稱取87.66gNaCl和44.12g檸檬酸三鈉，分別溶解，一起定容至1000ml。

3、1×SSC溶液：用10×SSC溶液稀釋10倍。

4、0.1×SSC溶液：用1×SSC溶液稀釋10倍。

5、Rnase溶液：用0.14mol/LNaCl溶液配製成25mg/ml的酶液，用1mol/LHCl，pH至5.0，使用前經80℃水浴處理5min（以破壞可能存在的Dnase）。

6、氯仿－異戊醇：按24ml氯仿和1ml異戊醇混合。

7、5mol/L高氯酸鈉溶液：稱取NaClO4．H2O70.23g，先加入少量蒸餾水溶解再容至100ml。

8、SDS（十二烷基硫酸鈉）化學試劑的重結晶：將SDS放入無水酒精中達到飽和為止，然後在70～80℃的水浴中溶解，趁熱過濾，冷卻之後即將濾液放入冰箱，待結晶出現再置室溫下涼干待用。

9、1mol／LHCl。

10、0.2mol/LNaOH。

11、二苯胺乙醛試劑：1.5g二苯胺溶於100ml冰醋酸中，添加1.5ml濃硫酸，裝入棕色瓶，貯存暗處，使用時加0.1ml乙醛液〔濃乙醛：H2O＝1：50（V／V）〕。

12、1.0mol/L高酸溶液（HClO4）。

13、0.05mol/LNaOH。

14、DNA標准液：取標准DNA25mg溶於少量0.05mol.L-1NaOH中，再用0.05mol/LNaOH定容至25ml，後用移溶管吸取此液5ml至50ml容量瓶中，加5.0ml1mol/LHClO4，混合冷卻後用0.5mol/LHClO4定容至刻度，則得100μg/ml的標准溶液。

實驗步驟：

1、稱取植物幼嫩組織10g剪碎置研缽中，加10ml預冷研磨緩沖液並加入0.1g左右的SDS，置冰浴上研磨成糊狀。

2、將勻漿無損轉入25ml刻度試管中加入等體積的氯仿－異戊醇混合液，加上塞子，劇烈振盪30s，轉入離心管，靜置片刻以脫除組織蛋白質。以4000rpm離心5min。

3、離心形成三層，小心地吸取上層清液至刻度試管中，棄去中間層的細胞碎片、變性蛋白質及下層的氯仿。

4、將試管置72℃水浴中保溫3min（不超過4min），以滅活組織的DNA酶，然後迅速取出試管置冰水浴中冷卻到室溫，加5mol/L高氯酸鈉溶液〔提取液：高氯酸鈉溶液＝4：1（V／V）〕，使溶液中高氯酸鈉的最終濃度為1mol/L。

5、再次加入等體積氯仿－異戊醇混合液至大試管中，振盪1min，靜置後在室溫下離心（4000rpm）5min，取上清液置小燒杯中。

6、用滴管吸95％的預冷乙醇，慢慢地加入燒杯中上清液的表面上，直至乙醇的體積為上清液的兩倍，用玻璃棒輕輕攪動。此時核酸迅速以纖維狀沉澱纏繞在玻璃棒上。

7、然後加入0.5ml左右的10×SSC，使最終濃度為1×SSC。

8、重復第6步驟和第7步驟即得到DNA的粗製品。

9、加入已處理的Rnase溶液，使其最後的作用濃度為50～70μg/ml，並在37℃水浴中保溫30min，以除去RNA。

10、加入等體積的氯仿－異戊醇混合液，在三角瓶中振盪1min，再除去殘留蛋白質及所加Rnase蛋白，室溫下以4000rpm離心5min，收集上層水溶液。

11、再按6、7步驟處理即可得到純化的DNA液。

植物DNA的CTAB提取法：

試驗步驟：

1、稱取新鮮葉片2-3g，剪碎放入研缽中，在液氮中研磨成粉末。

2、將粉末轉移到加有7ml經預熱的15×CTAB提取緩沖液15ml離心管中，迅速混勻後置於65℃水浴中，溫育30min。

3、取出離心管,冷卻至室溫，加入氯仿/異戊醇(24:1)，充分混勻，室溫下2300轉離心20min。

4、將上清轉移至另一新的15ml離心管中，加入1/10體積10%的CTAB和等體積的氯仿/異戊醇。充分混勻，2300rpm離心20min。

5、轉移上清至另一新的15ml離心管中，加入等體積1%的CTAB沉澱緩沖液，輕輕搖晃至形成DNA絮狀沉澱。1000rpm離心10min，使DNA沉澱於管底。

6、加入1.5-2ml的1mol/LNaCl及5μlRNase置於56℃水浴中過夜。

7、待DNA完全溶解後，加2-3ml4℃預冷的95%的冰乙醇使DNA沉澱，挑出DNA，置於15ml離心管中，用70%乙醇清洗30min。

8、離心機甩5s，倒出70%乙醇，再用95%乙醇浸泡5min，倒出95%乙醇，在超凈工作台上吹乾。

9、將風乾的DNA直接在4℃保存備用或溶於100μlTE溶液中於-20℃保存。

細菌DNA的提取方法

針對一些不易於提取的細菌的方法:

試驗試劑：

抽提緩沖液：2%CTAB(W/V)2%PVPK25(w/v)（去色素）100mMTris-HCl(pH8.0)

25mMEDTA(pH8.0)2.0MNaCl

10MLiCl

2MLiCl

DEPC-water（抑制RNA酶活性）

3MNaAc(pH5.2)

96%乙醇

70%乙醇

試驗步驟：

1、抽提緩沖液65℃預熱。

2、加菌體到已經預熱的緩沖液（700ul）中混勻，65℃，10min。

3、加酚/氯仿/異戊醇（25：24：1），振盪，以12,000rpm，離心10min。

4、取上清，加氯仿/異戊醇（24：1）振盪，以12,000rpm，離心10min。

5、重復再作一次步驟4。

6、加入1/10體積的3M醋酸鈉和1.5倍體積的乙醇（或加入等體積的異丙醇），－20C下沉澱。

7、以2,000rpm，離心10min。

8、棄上清，以70％乙醇條洗沉澱，也可以再用100％乙醇洗，然後溶解於100ml水中。

較為常用的細菌DNA提取方法：

實驗步驟：

1、將菌株接種於液體LB培養基，37℃震盪培養過夜。

2、取1.5ml培養物12000rpm離心2min。

3、沉澱中加入567ul的TE緩沖液，反復吹打使之重新懸浮，加入30ul10%SDS和15ul的蛋白酶K，混勻，於37℃溫育1h.

4、加入100ul5mol/LNaCl,充分混勻，再加入80ulCTAB/NaCl溶液，混勻後再65℃溫育10min。

5、加入等體積的酚/氯仿/異戊醇混勻，離心4-5min,將上清轉入一隻新管中，加入0.6-0.8倍體積的異丙醇，輕輕混合直到DNA沉澱下來，沉澱可稍加離心。

6、沉澱用1ml的70%乙醇洗滌後，離心棄乙醇．

真菌DNA提取總結的兩種方法：

第一種方法：

試驗步驟：

1、取真菌菌絲0.5g,在液氮中迅速研磨成粉。

2、加入4mL提取液，快速振盪混勻。

3、加入等體積的4mL的氯仿:異戊醇(24:1)，渦旋3～5min（此處是粗提沒有加酚）。

4、以4℃，1000rpm，離心5min。

5、上清再用等體積的氯仿:異戊醇(24:1)抽提一次。以4℃，10,000rpm，離心5min。

6、取上清，加入2/3倍體積的-20℃預冷的異丙醇或2.5倍體積的無水乙醇沉澱,混勻,靜置約30min。

7、用毛細玻棒挑出絮狀沉澱,用75%乙醇反復漂洗數次,再用無水乙醇漂洗1次,吹乾，重懸於500ulTE中。

8、加入1ulRNaseA（10mg/mL），37℃下處理1h。

9、用酚（pH8.0）:氯仿:異戊醇(25:24:1)和氯仿:異戊醇(24:1)各抽提1次。以4℃，10,000rpm，離心5min。

10、取上清，加入1/10倍體積的3MNaAc,2.5倍體積的無水乙醇,-70℃沉澱30min以上。

11、沉澱用75%乙醇漂洗，風干,溶於200ulTE中，-20℃保存備用。

DNA提取液：0.2MTris-HCl（pH7.5），0.5MNaCl，0.01MEDTA，1％SDS，3MNaAc。

第二種方法：

試驗步驟：

1、真菌菌絲0.5-1g,在液氮中迅速研磨成粉。

2、加入3mL65℃預熱的DNA提取緩沖液，快速振盪混勻65℃水浴30min,期間混勻2-3次。

3、加入1mL5MKAc，冰浴20min。

4、等體積的氯仿:異戊醇(24:1)抽提1次（10,000rpm，4℃離心5min）。

5、取上清，加入2/3倍體積的-20℃預冷異丙醇,混勻,靜置約30min。

6、用毛細玻棒挑出絮狀沉澱,用75%乙醇反復漂洗數次,再用無水乙醇漂洗1次,吹乾，重懸於500ulTE中。

7、加入1ulRNaseA（10mg/mL），37℃處理1h。

8、用酚（pH8.0）:氯仿:異戊醇(25:24:1)和氯仿:異戊醇(24:1)各抽提1次。以4℃，10,000rpm，離心5min。

9、取上清，1/10V3MNaAc,2.5V體積的無水乙醇,-70℃沉澱30min以上。

10、沉澱用75%乙醇漂洗，風干,溶於200ulTE中，-20℃保存備用。
植物基因組提取(CATB法)
作者： 時間：2008-05-13 14:26:27 來源: 生物谷 瀏覽評論

一、實驗目的
掌握植物總DNA的抽提方法和基本原理。學習根據不同的植物和實驗要求設計和改良植物總DNA抽提方法。
二、實驗原理
通常採用機械研磨的方法破碎植物的組織和細胞，由於植物細胞勻漿含有多種酶類(尤其是氧化酶類)對DNA的抽提產生不利的影響，在抽提緩沖液中需加入抗氧化劑或強還原劑(如巰基乙醇)以降低這些酶類的活性。在液氮中研磨，材料易於破碎，並減少研磨過程中各種酶類的作用。
十二烷基肌酸鈉(sarkosyl)、十六烷基三甲基溴化銨(hexadyltrimethyl ammomum bromide，簡稱為CTAB)、十二烷基硫酸鈉(sodium dodecyl sulfate，簡稱SDS)等離子型表面活性劑，能溶解細胞膜和核膜蛋白，使核蛋白解聚，從而使DNA得以游離出來。再加入苯酚和氯仿等有機溶劑，能使蛋白質變性，並使抽提液分相，因核酸(DNA、RNA)水溶性很強，經離心後即可從抽提液中除去細胞碎片和大部分蛋白質。上清液中加入無水乙醇使DNA沉澱，沉澱DNA溶於TE溶液中，即得植物總DNA溶液。
三、實驗材料
水稻幼葉
四、主要配方
2% CTAB抽提緩沖溶液: CTAB 4g NaCl 16.364 g 1M Tris-HCl 20ml( PH8.0) 0.5M EDTA 8ml，先用70ml ddH2O溶解, 再定容至200ml滅菌, 冷卻後0.2-1% 2-巰基乙醇 （400ul） 氯仿-異戊醇（24：1）：先加96ml氯仿，再加4ml異戊醇，搖勻即可。
五、實驗步驟
1. DNA的提取
（1） 2%CTAB抽提緩沖液在65℃水浴中預熱。
（2）取少量葉片（約1g）置於研缽中，用液氮磨至粉狀；
（3） 加入700ul的2%CTAB抽提緩沖液，輕輕攪動；
（4） 將磨碎液分倒入1.5 ml的滅菌中，磨碎液的高度約占管的三分之二；
（5）置於65℃的水浴槽或恆溫箱中，每隔10 min輕輕搖動，40 min後取出；
（6）冷卻2 min後，加入氯仿-異戊醇（24：1）至滿管，劇烈振盪2~3 min，使兩者混合均勻；
（7）放入離心機中10 000 rpm離心10 min，與此同時，將600 µl的異丙醇加入另一新的滅菌中；
（8） 10 000 rpm離心1 min後，移液器輕輕地吸取上清夜，轉入含有異丙醇的內，將離心管慢慢上下搖動30 sec，使異丙醇與水層充分混合至能見到DNA絮狀物；
（9）10000 rpm離心1 min後，立即倒掉液體，注意勿將白色DNA沉澱倒出，將離心管倒立於鋪開的紙巾上； （10）60 sec後，直立離心管，加入720 µl的75%乙醇及80 µl 5 M的醋酸鈉，輕輕轉動，用手指彈管尖，使沉澱與管底的DNA塊狀物浮游於液體中；
（11）放置30 min，使DNA塊狀物的不純物溶解；
（12）10000 rpm離心1 min後，倒掉液體，再加入800 µl 75%的乙醇，將DNA再洗 30 min；
（13）10000 rpm離心30 sec後，立即倒掉液體，將離心管倒立於鋪開的紙巾上；數分鍾後，直立離心管，乾燥DNA（自然風干或用風筒吹乾）；
（14）加入50 µl 0.5 × TE(含RNase)緩沖液，使DNA溶解，置於37℃恆溫箱約15 h，使RNA消解；
（15）置於-20℃保存、備用。
2. DNA質量檢測
瓊脂糖電泳檢測，原理和方法見實驗二。
六、 注意事項
（1）葉片磨得越細越好。
（2）移液器的使用。
（3）由於植物細胞中含有大量的DNA酶，因此，除在抽提液中加入EDTA抑制酶的活性外，第一步的操作應迅速，以免組織解凍，導致細胞裂解，釋放出DNA酶，使DNA降解。

Ⅷ 元基因組學如何研究未培養微生物

提取土壤中的總DNA，然後建立宏基因組文庫或者直接進行高通量測序，其中就包括了未培養微生物的基因了。

Ⅸ 基因組學技術分別應用哪些分析手段

基因組學（英文genomics），研究生物基因組和如何利用基因的一門學問。用於概括涉及基因作圖、測序和整個基因組功能分析的遺傳學分支。該學科提供基因組信息以及相關數據系統利用，試圖解決生物，醫學，和工業領域的重大問題 基因組研究應該包括兩方面的內容：以全基因組測序為目標的結構基因組學（structural genomics）和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學（functional genomics)，又被稱為後基因組（postgenome）研究，成為系統生物學的重要方法。 基因組學能為一些疾病提供新的診斷，治療方法。例如，對剛診斷為乳腺癌的女性，一個名為「Oncotype DX」的基因組測試，能用來評估病人乳腺癌復發的個體危險率以及化療效果，這有助於醫生獲得更多的治療信息並進行個性化醫療。基因組學還被用於食品與農業部門。 基因組學的主要工具和方法包括： 生物信息學，遺傳分析，基因表達測量和基因功能鑒定。 基因組學出現於1980年代，1990年代隨著幾個物種基因組計劃的啟動，基因組學取得長足發展。 相關領域是遺傳學，其研究基因以及在遺傳中的功能。 1980年，噬菌體Φ-X174;(5,368 鹼基對)完全測序，成為第一個測定的基因組。

Ⅹ 結構基因組學的研究有哪些主要步驟

結構基因組學（structural
genomics
）是以全基因組測序為目標，確定基因組的組織結構、基因組成及基因定位的基因組學的一個分支。它代表基因組分析的早期階段，以建立具有高解析度的生物體基因組的遺傳圖譜、物理圖譜及轉錄圖譜為主要內容。以及研究蛋白質組成和結構的學科。[1]