農(nóng)業(yè)與畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展高度依賴優(yōu)質(zhì)種子資源——農(nóng)業(yè)中，種子的抗病性、抗逆性（如抗倒伏、抗旱）直接決定作物產(chǎn)量與品質(zhì)；畜牧業(yè)中，牧草種子的營養(yǎng)價(jià)值（如粗蛋白含量）、適口性則影響畜禽養(yǎng)殖效率。傳統(tǒng)種子品質(zhì)鑒定多依賴形態(tài)學(xué)觀察（如種子大小、色澤）、生理生化分析（如發(fā)芽率、蛋白含量測(cè)定），但此類方法存在周期長(zhǎng)、主觀性強(qiáng)、無法早期鑒定等局限。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基于核酸水平的鑒定（如基因標(biāo)記檢測(cè)、基因型分析）已成為種子品質(zhì)評(píng)價(jià)的核心手段，而該技術(shù)的前提是獲得高純度、高完整性的核酸。

種子樣本的核酸提取面臨特殊挑戰(zhàn)：一方面，種子富含淀粉、多糖、油脂、植物多酚等雜質(zhì)，易與核酸結(jié)合形成復(fù)合物，導(dǎo)致提取純度下降；另一方面，不同類型種子（如谷物類、牧草類）的成分差異大，需針對(duì)性優(yōu)化提取方案。傳統(tǒng)酚 - 氯仿法雖可提取核酸，但操作繁瑣、耗時(shí)久（單批次樣本需2~3h），且易引入人為誤差，同時(shí)有機(jī)溶劑對(duì)操作人員存在健康風(fēng)險(xiǎn)。核酸提取儀憑借自動(dòng)化程度高、提取效率快、結(jié)果穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，逐漸替代傳統(tǒng)方法，但不同品牌儀器的適配性、核酸質(zhì)量仍存在差異。

博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的核酸提取儀基于磁珠法原理，可通過程序控制實(shí)現(xiàn)樣本裂解、核酸結(jié)合、洗滌與洗脫的全流程自動(dòng)化，且支持 1~16 個(gè)樣本靈活處理。本研究旨在驗(yàn)證該儀器在農(nóng)業(yè)與畜牧業(yè)典型種子樣本中的核酸提取性能，建立標(biāo)準(zhǔn)化提取方案，并通過目標(biāo)基因 PCR 擴(kuò)增驗(yàn)證核酸適用性，為種子品質(zhì)分子鑒定提供高效技術(shù)工具。

一、結(jié)果與分析

（一）博清提取參數(shù)優(yōu)化結(jié)果

通過單因素實(shí)驗(yàn)，確定不同種子的最優(yōu)提取參數(shù)：水稻、小麥、玉米種子（淀粉含量較高）需較高裂解溫度（65~70℃）和較長(zhǎng)裂解時(shí)間（15~20 min），以充分破壞細(xì)胞壁并釋放核酸；紫花苜蓿、黑麥草種子（纖維含量較高）則需適中裂解條件（60~65℃，10~15 min），避免過度裂解導(dǎo)致雜質(zhì)釋放。磁珠結(jié)合時(shí)間均以6min為宜，過短則核酸結(jié)合不充分，過長(zhǎng)則降低提取效率。

（二）核酸純度與濃度對(duì)比

博清儀器組提取的5種種子核酸A260/A280均在1.82~1.98之間，符合高質(zhì)量核酸標(biāo)準(zhǔn)（1.8~2.0）；A260/A230為2.05~2.21，表明多糖、蛋白等雜質(zhì)去除徹底。傳統(tǒng)方法組A260/A280為1.65~1.80，A260/A230為1.72~1.95，顯著低于博清儀器組（P<0.05），且玉米、黑麥草種子核酸中檢測(cè)到明顯蛋白殘留（A260/A280<1.7）。

濃度方面，博清儀器組核酸平均濃度為85.6~128.3ng/μL，傳統(tǒng)方法組為68.5~102.1ng/μL，博清儀器組濃度提升18.7%（黑麥草）~25.3%（水稻），差異顯著（P<0.05）。凝膠電泳結(jié)果顯示，博清儀器組核酸條帶清晰、無拖尾，表明核酸完整性良好；傳統(tǒng)方法組條帶存在輕微拖尾，可能因操作過程中核酸降解所致。

（三）提取效率對(duì)比

博清生物核酸提取儀支持16個(gè)樣本同時(shí)處理，單批次提取耗時(shí)僅32min（含儀器程序運(yùn)行與樣本裝載）；傳統(tǒng)酚-氯仿法單批次處理16個(gè)樣本需2.5h（含離心、移液等手動(dòng)操作），博清儀器效率為傳統(tǒng)方法的4.7倍，且無需人工干預(yù)，顯著降低人為誤差。

（四）目標(biāo)基因 PCR 擴(kuò)增結(jié)果

以兩組提取的核酸為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增，結(jié)果顯示：博清儀器組所有目標(biāo)基因均擴(kuò)增出清晰、單一的條帶，大小與預(yù)期一致（水稻OsGA2ox1：452bp，小麥Lr34：528bp，玉米ZmSh2：610bp，苜蓿MsLEA：385bp，黑麥草LpP5CS：490bp），無雜帶；傳統(tǒng)方法組雖能擴(kuò)增出目標(biāo)條帶，但條帶亮度較低，且玉米ZmSh2、黑麥草LpP5CS 擴(kuò)增產(chǎn)物中出現(xiàn)輕微雜帶，可能因雜質(zhì)干擾PCR反應(yīng)所致。這表明博清儀器提取的核酸可滿足種子品質(zhì)相關(guān)基因的分子檢測(cè)需求。

二、討論

種子品質(zhì)的分子鑒定依賴高質(zhì)量核酸，而種子樣本的復(fù)雜性（如高淀粉、高纖維、高雜質(zhì)）是核酸提取的主要障礙。本研究中，博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的核酸提取儀通過優(yōu)化裂解條件（溫度、時(shí)間），針對(duì)不同種子的成分特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高效裂解：對(duì)于水稻、玉米等淀粉類種子，較高的裂解溫度（65~70℃）可促進(jìn)淀粉酶活性，減少淀粉與核酸的結(jié)合；對(duì)于苜蓿、黑麥草等纖維類種子，適中的裂解條件可避免纖維碎片與磁珠非特異性結(jié)合，提升核酸純度。磁珠法的優(yōu)勢(shì)在于通過特異性吸附核酸，有效去除多糖、蛋白等雜質(zhì)，這也是博清儀器組A260/A230顯著高于傳統(tǒng)方法的核心原因。

提取效率是大規(guī)模種子篩選的關(guān)鍵需求——農(nóng)業(yè)育種中常需同時(shí)檢測(cè)數(shù)百份種子樣本，畜牧業(yè)牧草種子品質(zhì)鑒定也需覆蓋多個(gè)品種。博清生物核酸提取儀的自動(dòng)化操作不僅將單批次耗時(shí)縮短至32min，還減少了移液、離心等手動(dòng)步驟，降低了核酸降解風(fēng)險(xiǎn)（凝膠電泳顯示無拖尾）。此外，該儀器支持1~16個(gè)樣本靈活處理，既適用于小批量科研驗(yàn)證，也可滿足大批量生產(chǎn)檢測(cè)，具備較強(qiáng)的場(chǎng)景適配性。

目標(biāo)基因PCR擴(kuò)增結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了博清儀器提取核酸的適用性：抗倒伏基因 OsGA2ox1（水稻）、抗病基因Lr34（小麥）是農(nóng)業(yè)種子抗逆性鑒定的核心標(biāo)記，高蛋白基因MsLEA（苜蓿）、脯氨酸合成基因LpP5CS（黑麥草）則與畜牧業(yè)牧草營養(yǎng)價(jià)值、抗旱性直接相關(guān)。博清儀器組擴(kuò)增條帶清晰、無雜帶，表明其提取的核酸可有效支撐后續(xù)分子實(shí)驗(yàn)，為種子品質(zhì)的精準(zhǔn)鑒定提供可靠基礎(chǔ)。

本研究仍存在一定局限：未探討種子萌發(fā)后（幼苗期）的核酸提取效果，且未涉及RNA提?。ㄈ绶N子萌發(fā)過程中基因表達(dá)分析）。未來可進(jìn)一步優(yōu)化博清儀器的RNA提取方案，拓展其在種子發(fā)育分子機(jī)制研究中的應(yīng)用；同時(shí)，可結(jié)合高通量測(cè)序技術(shù)，驗(yàn)證該儀器提取核酸在種子全基因組分析中的適用性，進(jìn)一步提升其在農(nóng)業(yè)與畜牧業(yè)分子育種中的應(yīng)用價(jià)值。

本研究通過對(duì)農(nóng)業(yè)（水稻、小麥、玉米）與畜牧業(yè)（紫花苜蓿、黑麥草）典型種子樣本的核酸提取實(shí)驗(yàn)，證實(shí)博清生物核酸提取儀具有以下優(yōu)勢(shì)：

1、核酸質(zhì)量高：A260/A280穩(wěn)定在1.82~1.98，A260/A230達(dá)2.05~2.21，雜質(zhì)去除徹底，完整性良好；

2、提取效率高：?jiǎn)闻?6個(gè)樣本耗時(shí)32min，效率為傳統(tǒng)酚-氯仿法的4倍以上；

3、適用性強(qiáng)：優(yōu)化參數(shù)后可適配不同類型種子，提取的核酸可成功實(shí)現(xiàn)品質(zhì)相關(guān)基因的PCR擴(kuò)增，滿足分子鑒定需求。

博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的核酸提取儀可作為農(nóng)業(yè)與畜牧業(yè)種子品質(zhì)分子鑒定的高效工具，為種子遺傳篩選、抗逆性評(píng)價(jià)及營養(yǎng)價(jià)值分析提供技術(shù)支撐，對(duì)推動(dòng)農(nóng)業(yè)育種效率提升與畜牧業(yè)牧草品質(zhì)優(yōu)化具有重要意義。