Análise comparativa de protocolos para extração de DNA genômico em Prosopis juliflora (Sw.) DC

Luiz Henrique Tolentino Santos; Cibelle Santos Dias; Jardyelle Carvalho Lima; Messulan Rodrigues Meira; Carlos Bernard Moreno Cerqueira-Silva

doi:10.5007/2175-7925.2021.e76552

Authors

Luiz Henrique Tolentino Santos Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia
Cibelle Santos Dias UESB
Jardyelle Carvalho Lima UESB
Messulan Rodrigues Meira UESB
Carlos Bernard Moreno Cerqueira-Silva Grupo de Pesquisa 'BioGen' UESB/CNPQ Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia https://orcid.org/0000-0002-1883-4543

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7925.2021.e76552

Abstract

The objective of the present research was to compare the efficiency among seven protocols adapted for the extraction of genomic DNA from the species Prosopis juliflora (Sw.) DC. The protocols used were based on their buffers: SDS 10%, CTAB 5%, Sorbitol, CTAB 3% and Sorbitol, SDS 0.7% and NaCl, CTAB 2%, CTAB 2% and NaCl 1.4M. In all tests, the use of ?-mercaptoethanol, liquid nitrogen, proteinase K and RNAses was eliminated. The samples consisted of leaf primordia in each specimen in triplicate. The quantity and quality of the extracted DNA were evaluated by electrophoresis in 1% agarose gel and by reading the absorbances in a spectrophotometer. For amplification reactions, the ISSR primer was used. Among the tested extraction buffers, SDS 10%, CTAB 5% and CTAB 3%, and Sorbitol were the most efficient for P. juliflora. Of these three protocols, CTAB 3% and Sorbitol showed a better level of purity despite the lower amount of DNA (123 ng/µL) compared to 10% SDS and 5% CTAB buffers (312 and 321 ng/µL, respectively, and high content of contaminants). We conclude that it is possible to use extraction protocols without additives that are harmful to human health and at a lower cost in the extraction process.

Author Biographies

Luiz Henrique Tolentino Santos, Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia

Zootecnista, doutorando em Zootecnica pela UESB,Campos Itapetinga

Cibelle Santos Dias, UESB

Bióloga e Mestre em Ciências Ambientais pela UESB, Campus Itapetinga, BA

Jardyelle Carvalho Lima, UESB

Graduanda em Ciências Biológicas e bolsista de Iniciação científica no Laboratório de Biologia Molecular Aplicada da UESB, Campus Itapetinga.

Messulan Rodrigues Meira, UESB

Bióloga, mestra em Ciências Agrárias pela UFMG, doutora em Plantas Medicinais pela UFLA e pós doutoranda pesquisadora em Ciências Ambientais, Laboratório de Genética Molecular Aplicada da UESB, campus Itapetinga.

Carlos Bernard Moreno Cerqueira-Silva, Grupo de Pesquisa 'BioGen' UESB/CNPQ Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia

Mestre e Doutor em Genética e Biologia Molecular pela Universidade Estadual de Santa Cruz - UESC e Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP, respectivamente. Atualmente é Professor Adjunto (com D.E.) da UESB, atuando como Diretor do Departamento de Ciências Exatas e Naturais (DCEN/UESB) e Professor Permanente dos Programas de Pós-Graduação em Ciências Ambientais (PPGCA/ UESB, Mestrado), Zootecnia (PPZ/ UESB, Mestrado/Doutorado) e Bioquímica e Biologia Molecular (PMBqBM/ UESB, Mestrado/Doutorado). Atua na área de Genética vegetal e Biologia Molecular, com ênfase em Diversidade Genética, Genética de Populações e Pré-Melhoramento de plantas, sendo revisor de 8 periódicos nacionais e internacionais. Participa atualmente de 6 projetos de pesquisa (já tendo colaborado em outros 17 projetos).

References

AHIRWAL, J.; MAITI, S. K.; REDDY, M. S. Development of carbon, nitrogen and phosphate stocks of reclaimed coal mine soil within 8 years after forestation with Prosopis juliflora (Sw.) Dc. Catena, Amsterdam, v. 156, p. 42-50, 2017.

AUSUBEL, F.; BRENT, R.; KINGSTON, R.; MOORE, D.; SEIDMAN, J.; SMITH, J.; STRUHL, K. Current Protocols in Molecular Biology, tomo 1-4. New York: Greene & John Wiley, 2005. 4.648 p.

AYRES, M.; AYRES, M. J.; AYRES, D. L.; SANTOS, S. A. Bioestat 5.0: aplicações estatísticas nas áreas das Ciências Biomédicas. Belém: Mamirauá/CNPq, 2007. 380 p.

BARNWELL, P.; BLANCHARD, A. N.; BRYANT, J. A.; SMIRNOFF, N.; WEIR, A. F. Isolation of DNA from the highly mucilagenous succulent plant shape Sedum telephium. Plant Molecular Biology Reporter, New York, v. 16, n. 2, p. 133-133, 1998.

BESSEGA, C.; POMETTI, C.; LÓPEZ, R. P.; LARREA‐ALCÁZAR, D.; FORTUNATO, R. H.; SAIDMAN, B.; VILARDI, J. C. Genetic diversity and differentiation among Prosopis alba (Leguminosae) populations from dry valleys of Bolivia with different levels of human disturbance and altitude. Ecology and Evolution, Sheffield, v. 8, n. 22, p. 11309-11321, 2018.

DA ROCHA, V. D.; ZÓRTEA, K. E. M.; CARDOSO, E. S.; BISPO, R. B.; TIAGO, A. V.; ROSSI, A. A. B. Efeito da idade da folha na qualidade do DNA extraído de Piper aduncum L. Revista de Ciências Agroambientais, Alta Floresta, v. 15, n. 2, p. 218-222, 2017.

DHIVYA, K.; VENGATESWARI, G.; ARUNTHIRUMENI, M.; KARTHI, S.; SENTHIL-NATHAN, S.; SHIVAKUMAR, M. S. Bioprospecting of Prosopis juliflora (Sw.) DC seed pod extract effect on antioxidant and immune system of Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae). Physiological and Molecular Plant Pathology, East Lansing, v. 101, p. 45-53, 2018.

DIAS, C. S.; SANTOS, L. H. T.; LIMA, J. C.; SOARES, A. B. L.; SANTOS, E. S. L.; CERQUEIRA-SILVA, C. B. M. Comparação de protocolos para extração de DNA genômico de Calotropis procera Ait. R. Br. (Apocynaceae: Asclepiadoideae). Multi-Science Journal, Urataí, v. 1, n. 13, p. 277-281, 2018.

DOS SANTOS, E. M.; ARAÚJO, R. R. Testes de comparação de protocolos de extração de DNA e de maceração de tecido de Platonia insignis Mart. (Clusiaceae). Revista Brasileira de Biociências, Porto Alegre, v. 15, n. 4, p. 199-202, 2017.

DOS SANTOS, J. P. S.; DIODATO, M. A. Histórico da implementação da algaroba no Rio Grande do Norte. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, v. 37, n. 90, p. 201-212, 2017.

DOYLE, J. J.; DOYLE, J. L. Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus, Gaithesburg, v. 12, p. 13-15, 1990.

FALEIRO, F. G.; AMABILE, R. F.; SILVA, C. B. M. C. Marcadores moleculares aplicados ao melhoramento genético de plantas. In: AMABILE, R. F.; VILELA, M. S.; PEIXOTO, J. R. (Ed.). Melhoramento de plantas: variabilidade genética, ferramentas e mercado. Brasília: Sociedade Brasileira de Melhoramento de Plantas, 2018. p. 53-76.

HENCIYA, S.; SETURAMAN, P.; JAMES, A. R.; TSAI, Y. H.; NIKAM, R., WU, Y. C.; CHANG, F. R. Biopharmaceutical potentials of Prosopis spp. (Mimosaceae, Leguminosa). Journal of Food and Drug Analysis, Taipé, v. 25, n. 1, p. 187-196, 2017.

LOPES, M. A.; FÁVERO, A. P.; FERREIRA, M. A. J. F.; FALEIRO, F. G.; FOLLE, S. M.; GUIMARÃES, E. P. Pré-Melhoramento de plantas. Estado da Arte e experiências de sucesso. Brasilia: Embrapa Informações Tecnologicas, 2011. 614 p.

LPWG – THE LEGUME PHYLOGENY WORKING GROUP. Phylogeny and classification of the Leguminosae. Taxon, Vienna, v. 66, n. 1, p. 44-77, 2017.

MATOS-OLIVEIRA, C. F.; ROCHA S. O.; DIAS, C. S.; SANTOS, E. S. L.; CERQUEIRA-SILVA, C. B. M. Comparação de protocolos parar extração de DNA genômico da espécie Atta sexdens (Hymenoptera: Formicidade). Enciclopédia Biosfera, Goiânia, v. 14, n. 25, p. 66-76, 2017.

MICHEL-LÓPEZ, C. Y.; GONZÁLEZ-MENDOZA, D.; GRIMALDO-JUAREZ, O. Fast protocol for extraction of DNA from Prosopis spp leaves (plant adapted to arid environment) without liquid nitrogen. Genetics and Molecular Research, Waco, v. 12, n. 3, p. 4090-4094, 2013.

MOGG, R. J.; BOND, J. M. A cheap, reliable and rapid method of extracting high‐quality DNA from plants. Molecular Ecology Notes, Weinheim, v. 3, n. 4, p. 666-668, 2003.

NELSON, D. L.; COX, M. M. Lehninger, Principles of Biochemistry. New York: Worth Publishers, 2004. 1.119 p.

OLIVEIRA, L. C.; RODRIGUES, D. P.; HOPKINS, M. J. G. The effects of leaf age on the quality of DNA extracted from Parkia R. Br. (Fabaceae) occurring in the Central Amazon. Scientia Amazonia, Manaus, v. 6, n. 2, p. 22-28, 2017.

OLIVEIRA, R. R.; VIANA, A. J. C.; REÁTEGUI, A. C. E.; VINCENTZ, M. G. A. An efficient method for simultaneous extraction of high-quality RNA and DNA from various plant tissues. Genetics and Molecular Research, Waco, v. 14, p. 18828-18838, 2015.

RATHORE, M. Nutrient content of important fruit trees from arid zone of Rajasthan. Journal of Horticulture and Forestry, Warrensburg, v. 1, n. 7, p. 103-108, 2009.

RUSSELL, A.; SAMUEL, R.; RUPP, B. E.; BARFUSS, M. H. J.; ŠAFRAN, M.; BESENDORFER, V.; CHASE, M. W. Phylogenetics and cytology of a pantropical orchid genus Polystachya (Polystachyinae, Vandeae, Orchidaceae): evidence from plastid DNA sequence data. Taxon, Vienna, v. 59, n. 2, p. 389-404, 2010.

SCHMITT, K. F. M.; SILVA, B. M.; ROSSI, A. A. B.; SANDER, N.; SILVA, C. J. Estabelecimento e otimização de protocolo para extração e amplificação de DNA em tecido foliar de Curcuma longa (L). Enciclopédia Biosfera, Goiânia, v. 10, n. 18, p. 1560-1568, 2014.

SILVA, B. M.; DALBOSCO, E. Z.; BOTINI, N.; FARIA, R. B.; ROSSI, A. A. B. Protocolo para extração de dna genômico de Anacardium giganteum W. Hancock Ex Engl. (Anacardiaceae). Enciclopédia Biosfera, Goiânia, v. 10, n. 19, p. 2401, 2014.

ŠTORCHOVÁ, H.; HRDLIKOVÁ, R.; CHRTEK, J.; TETERA, M.; FITZE, D.; FEHRER, J. An improved method of DNA isolation from plants collected in the field and conserved in saturated NaCl/CTAB solution. Taxon, Vienna, v. 49, n. 1, p. 79-84, 2000.

SUNNUCKS, P.; HALES, D. F. Numerous transposed sequences of mitochondrial cytochrome oxidase I-II in aphids of the genus Sitobion (Hemiptera: Aphididae). Molecular Biology and Evolution, Oxford, v. 13, n. 3, p. 510-524, 1996.