土壤的分子生物学特性介绍
在我们的实验室里，zui难搞的样品类型之一就是土壤。在开发提取土壤中微生物DNA、RNA的试剂盒和构思提取方法的过程中，我们需要收集记录大量各种类型土壤的有机物含量、质地、pH以及采集地。这些因素与土壤微生物含量息息相关，同样地也影响着提取DNA、RNA的得率。
下文，我将介绍一些影响土壤DNA、RNA提取的关键问题。
腐植酸(Humic substances）：
困扰提取土壤DNA和RNA的zui大问题是其中的腐植质含量（腐植酸、黄腐酸等腐殖质）。腐植酸由有机物降解形成（植物、微生物等残骸），并使得土壤呈黑颜色（苯醌基的分子结构）（1）。腐植酸分子都含有羧基和酚基，分子量大小不一。分子间抱团螯合成大分子多价阳离子，使得其非常利于微生物和植物的再次吸收利用（2）。有关腐植质更多详细介绍，请点击这里
因为腐植酸、黄腐酸与DNA、RNA一样都是大分子亲水性阴离子聚合物，很容易在zui后步骤跟核酸一起被抽提出来。所以在zui终洗脱核酸前把他们去除掉。
IRT技术（Inhibitor Removal Technology）：
抑制因子去除技术是MO BIO从土壤样品中去除多苯多酚腐殖质的一项技术。该技术的工作原理是通过改变pH值先溶解后沉淀蛋白等大分子物质。核酸在这个过程中不会被沉淀，从而分离去除掉抑制因子。该技术同样适用于血液中的亚铁血红素和粪便样品、皮肤中的黑色素、法医样品中染血衣服上的染料。
微生物细胞裂解（Lysis of microorganisms）:
去除抑制因子是困难的*步，而裂解土壤中的微生物细胞则是第二步。否则没法准确描述土壤微生物结构情况。机械裂解法可以快速有效地裂解土壤中的细菌和真菌。我们实验室更喜欢用Vortex Genie 2 ，因为它有比强力高速珠磨研磨机所没有的优势。
宏基因组学（Doing metagenomics）?
使用涡旋仪(Vortex)zui大的一个好处就是，它长达10分钟相对轻柔的作用力破碎细胞可以得到更大分子量的DNA。低速转动过程中产生很少的热量，避免过多热量积聚引起的DNA、RNA降解。配合使用MOBIO的裂解缓冲液，可以更大限度减少DNA、RNA的破损，保障核酸分子完整性。 裂解缓冲液也是IRT技术的一部分。宏基因组学要求大分子量DNA，故涡旋仪(Vortex)是的选择。
节省经费？
涡旋仪体积小价格便宜，特别适合经费有限的实验室，也特别适合在野外搭建临时实验室。涡旋仪重量轻，zui多还能一次处理24个样品。MOBIO 已经开发出一系列用在Vortex Genie 2.上的适配器（Vortex adapters），适应各种大小的Tube管。
更强的裂解?
涡旋仪和我们的其它溶液足可以裂解绝大部分生物体，而对于一些真菌孢子类则需要更强力的裂解。对于这类样品，我们建议在涡旋振荡前加入加热步骤。就是加样后在65℃~70℃孵育10-15min（4,5）。另一个可选方法是涡旋振荡前反复多次冻融。这些加强的裂解足可以对付坚硬的孢子、真菌细胞。
高速珠磨研磨机如何？
高速珠磨研磨机有时是对付坚硬生物体的有效手段，但过高的速度会过分剪切DNA，产生的热量也会加速RNA的降解。在我们的实验室里，通过凝胶电泳并没有观察到使用高速珠磨研磨机对DNA得率有所贡献。反而Nanodrop 的分光光度计在260nm读数偏高，意味着DNA破损严重。（核酸蛋白定量仪）。使用平板培养计数存活的细菌，发现使用涡旋仪和Precellys出来的结果差不多。不过高速珠磨研磨机Precellys增加了植物和昆虫DNA的释放，稀释了微生物DNA所占的比例。实验过程中应该尽量避免。
