不需要冻结剂！稳定保存和分析植物源RNA的新方法

不需要冻结剂！稳定保存和分析植物源RNA的新方法

国际农研开发了一种新型植物源RNA保存和分析方法，该方法无需使用液氮等冻结剂，可以在发展中地区稳定保存和运输植物样品，为作物开发和基因研究提供了新的解决方案。

研究背景与意义

生物通过从基因组上的基因转录RNA来表达性状。细胞内的RNA的量和种类会根据生长阶段和生长环境产生很大的变化，引起最佳响应。特别是与营养缺乏等对压力的耐受性密切相关，因此细胞内RNA的种类和量的分析对于把握生物的状态和理解压力耐受机制是不可或缺的。

由于RNA稳定性低且容易分解，因此一般将液氮或干冰冻结的样品或刚采集后的样品用于分析。但是，在开发中地区，这些冻结剂很难获得，实验农场附近经常没有冷冻库和实验设施，利用农场样本进行的基因表达分析几乎没有进展。

新方法的开发与应用

新开发的充气法是用表面活性剂清洗农场栽培的叶子，在注射器的注射器内反复加压和减压，使核酸稳定化溶液渗透到叶子的细胞间隙中的方法（图1）。研究发现，与传统方法相比，利用充气法保存的水稻叶片具有与超低温条件下保存的叶片相似的基因表达倾向，适合作为样品保存方法。研究还表明，4℃比-20℃更适合保存充气后的样品（图2）。

图2 新方法保存的各样品间基因表达的相关性

在非洲的马达加斯加，将从生长不同的农场采集的水稻叶通过充气法冷藏保存，将从当地实验室提取的RNA合成的DNA带回日本，进行了根据土壤营养的缺乏表达变化的基因分析。结果，在因营养缺乏而出现叶子黄化症状和分蘖受到抑制的水田中，观察到了响应磷缺乏和铁缺乏的基因的表达变化，从而确定了生长不良的原因（图3）。

图3 通过利用暴胀法的基因表达分析来确定农场生长不良的原因

研究还发现，通过在RNA提取中广泛使用的二氧化硅膜上结合RNA的状态下保存，即使不使用冻结剂也可以稳定地搬运提取后的RNA（图4）。据此，有望将迄今为止困难的发展中地区农田中获取的RNA样本长距离运输，进行RNA序列分析和基因组学分析。

图4 RNA提取和纯化相关工作步骤概述和各条件下RNA的稳定性

未来展望

通过新方法的开发，确认了即使在发展中地区重要的高粱中，也可以不使用冻结剂进行基因表达分析。我们期待着迄今为止几乎没有进行过的发展中地区农田的基因表达分析、利用该分析的植物营养状态等简易诊断以及RNA序列等基因组学分析取得飞跃性进展。由此，有助于阐明在发展中地区特别成为问题的土壤营养压力和在当地表现出优异生长的作物系统所具有的遗传生理机制，期待加速适合当地的作物开发。

本文原文来自360doc