Isolation of high-quality DNA in 16 aromatic and medicinal Colombian species using silica-based extraction columns

• Published in: Agronomía colombiana Vol. 29; no. 3; pp. 349 - 358
• Main Authors: Nelson Enrique Vega Vela, María Isabel Chacón Sánchez
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Bogotá, Colombia Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. Colombia. Facultad de Agronomía 01.12.2011; Universidad Nacional de Colombia; Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Agronomía; Centro Editorial of Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Colombia
• Subjects: ADN; Adn chloroplastique,Adn chloroplastique; Adn cloroplástico,Adn cloroplástico; AGRONOMY; DNA; Drug plants; essential oil crops; Fitogenetistas; genes; Gène; http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_13278; http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_21972; http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_2347; http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_2393; http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_2668; http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_27643; http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_3214; Pharmaceutical plants; Plantas aromáticas; Plantas farmacéuticas; Plantas medicinales; Plante médicinale; Plante pharmaceutique; Plante à huiles essentielles; جينات; دنا; محاصيل الزيوت الطيارة; نباتات دوائية; 基因; 脱氧核糖核酸; 药用植物; 药用植物类; 香精油类作物; sales de guanidinio; kit de extracción de ácidos nucleicos; guanidinium salts; agente caotrópico; catión guanidinio; silica-based extraction columns; columnas de extracción de sílica; marcadores moleculares; chaotropic agent; nucleic acid extraction kit; molecular markers; guanidinium cation
• ISSN: 0120-9965; 2357-3732

Aromatic and medicinal plant species are a valuable resource for research and development of pharmaceutical, cosmetic, crop protection and nutritional agents, due to the high amount of bioactive phytochemicals that they contain. However, these compounds are a major obstacle in the isolation of high-quality DNA suitable for genetic analyses. In this paper, we report a protocol that optimizes the use of the cationic detergent CTAB and the reductant β-mercaptoethanol in cell lysis. The elimination of plant secondary metabolites such as polysaccharides and polyphenols, that typically co-isolate with DNA, was achieved using the chemical denaturing properties of the guanidinium cation, which together with the adsorbent chemical specificity of the silica, resulted in the purification of high-quality DNA suitable for digestion with restriction enzymes and optimal for PCR amplification of AFLP-type molecular markers. This protocol was evaluated on 16 Colombian aromatic and medicinal plant species promising for their essential oils. The results allow suggesting that this procedure might be appropriate for other species, tissues and sample types recalcitrant to DNA extraction.Key words: chaotropic agent, guanidinium cation, silica-based extraction columns, nucleic acid extraction kit, guanidinium salts, molecular markers. Las especies vegetales aromáticas y medicinales son un recurso valioso para la investigación y el desarrollo de agentes farmacéuticos, cosméticos, agrícolas y de alimentos, debido a la alta cantidad de fitoquímicos bioactivos que contienen. Sin embargo, estos compuestos son un obstáculo en el aislamiento de ADN de alta calidad adecuado para análisis genéticos. En el presente artículo reportamos un protocolo que optimiza el uso del detergente catiónico CTAB y el agente reductor ß-mercaptoetanol en la lisis celular. La eliminación de metabolitos secundarios como polisacáridos y polifenoles que típicamente co-aíslan con el ADN, se logró utilizando las propiedades químicas desnaturalizantes del catión guanidinio que junto con la especificidad química adsorbente de la sílica, resultó en la purificación de ADN de alta calidad adecuado para la digestión por enzimas de restricción y óptimo para la amplificación por PCR de marcadores moleculares tipo AFLPs. Este protocolo se evaluó en 16 especies vegetales aromáticas y medicinales colombianas promisorias por sus aceites esenciales. Los resultados obtenidos permiten sugerir que este procedimiento podría ser apropiado para su aplicación en otras especies, tejidos y tipos de muestras recalcitrantes a la extracción de ADN Palabras clave: agente caotrópico, catión guanidinio, columnas de extracción de sílica, kit de extracción de ácidos nucleicos; sales de guanidinio, marcadores moleculares