在进行基因组分析、Southern杂交及构建基因组文库的过程中，都需要提取高纯度、高分子质量的基因组DNA。不同生物（微生物、植物、动物）的基因组DNA的提取方法有所不同，不同种类的组织因其细胞结构及所含的成分不同，分离方法也有差异。制备DNA的原则是既要将DNA与蛋白质、脂类和糖类等分离，又要保持DNA分子的完整。总体来说，利用基因组DNA较长的特性，可以将其与细胞器或质粒等小分子DNA分离：加入一定量的异丙醇或乙醇，基因组的大分子DNA即沉淀形成纤维状絮团，可用玻棒将其取出；而小分子DNA则只形成颗粒状沉淀附于壁上及底部，从而达到提取基因组DNA的目的。
提取基因组的步骤概况如下：
提取产物经电泳分离、EB染色后，在紫外线灯下可观察到一个高分子质量条带。如果DNA断裂或降解，会出现弥散带型。
一、细菌基因组DNA的提取
利用溶菌酶水解大肠杆菌的肽聚糖细胞壁，从而破碎细胞。用蛋白酶K消化后，再用酚、氯仿抽提的方法去除蛋白质，最后经乙醇沉淀即得到大肠杆菌基因组DNA。
【材料】
1. 细菌培养物
2. 试剂
（1）LB液体培养基。
（2）LB固体培养基。
（3）溶菌酶溶液：用10mmol/L Tris-HCl（pH8.0）溶液配制成20mg/ml。
（4）胰RNA酶（10mg/ml）。
（5）TE缓冲液（pH 8.0）：10mmo/L Tris-HCl，25mmol/L EDTA。
（6）饱和酚∶氯仿∶异戊醇＝25∶24∶1（体积比）。
（7）氯仿∶异戊醇＝24∶1（体积比）。
（8）3mol/L NaAc（pH 5.2）。
（9）无水乙醇和70%乙醇（放置于4℃冰箱，用后立即放回）。
（10）蛋白酶K溶液：将蛋白酶K（10mg/ml）溶于50mmol/LTris-HCl、1.5mmol/L Ca（Ac）2 。
3. 设备 微量移液器（100μl，1 000μl）、台式高速离心机、恒温振荡摇床、高压蒸汽消毒器（灭菌锅）、涡旋振荡器、恒温水浴箱、弯成钩状的小玻棒、1.5ml EP管。
【操作步骤】
【注意事项】
1．DNA的二级结构和双链易受多种因素（如强酸、强碱、加热、低盐浓度、有机溶剂、酰胺类、尿素等）的影响引起双链解开发生变性，因此抽提时避免使用变性的条件。
2．抑制内、外源DNA酶（DNase）的活力：DNA酶催化大分子的DNA断裂成小片段，所以要加以杜绝，可以通过多种途径来抑制其活性。①低温操作；②调节溶液pH使其偏碱性（pH 8.0）；③抽提液中加表面活性剂；④加螯合剂（EDTA）除去酶的辅助因子（Mg2+），使酶活性丧失。
3．防止化学降解。如强酸或强碱以及其他化学因素，会使DNA降解，一般综合考虑，取pH 8.0左右为宜。
4．防止物理因素降解。如温度太高或机械张力剪切等，DNA分子特别大，其长度可达109 bp，极易被机械张力拉断，甚至在离心管中稍急一些的流动也会使DNA断裂，所以在抽提过程中要特别注意这一点，操作过程要尽量简便、温和、避免剧烈振荡和重复冻融。
5．在用吸头吸取的过程中，应避免产生气泡，使用的吸头最好要大口径或者剪掉吸头尖。
二、植物组织基因组DNA的提取
十六烷基三甲基溴化铵（hexadyltrimethyl ammomum bromide，简称CTAB）是一种阳离子去污剂，能溶解细胞膜和核膜蛋白，使核蛋白解聚，从而使DNA得以游离出来在高离子强度的溶液中（＞0.7mol/L NaCl），CTAB还能与蛋白质和多聚糖形成复合物但不能沉淀核酸。通过有机溶剂抽提，去除蛋白质、多糖、酚类等杂质后，可用乙醇或异丙醇沉淀即可分离出来核酸。 CTAB法是最经典的植物DNA提取方法之一。
【材料】
1．新鲜植物幼嫩叶子
2．试剂
（1）2×CTAB提取缓冲液：2% CTAB，100mmol/L Tris-HCl（pH 8.0），1.4mol/L NaCl，25mmol/L EDTA，0.2%β-巯基乙醇。
（2）氯仿∶异戊醇＝24∶1。
（3）胰RNA酶溶液（10mg/ml）。
（4）TE缓冲液（pH 8.0）：10mmo/L Tris-HCl，1mmol/L EDTA。
（5）预冷异丙醇。
（6）预冷无水乙醇和70%乙醇。
（7）液氮。
3．设备 微量移液器（100μl，1000μl），台式高速离心机，恒温水浴箱，陶瓷研钵50ml离心管（有盖）及5ml离心管。
【操作步骤】
【注意事项】
1．植物的次生代谢物（主要是胞质内的多酚类或色素类化合物）对核酸提取有干扰作用，因此，一般尽可能选幼嫩的、代谢旺盛的新生组织作为提取DNA的材料，这是因幼嫩的新生组织次生代谢物较少，DNA含量高，且易于破碎，另外植物材料最好是新鲜的。
2．在液氮中研磨，材料易于破碎，并且叶片磨得越细越好。
3．由于植物细胞匀浆含有多种酶类（尤其是氧化酶类）会对DNA的抽提产生不利的影响，在抽提缓冲液中需加入抗氧化剂或强还原剂（如巯基乙醇）以降低这些酶类的活性；另外，由于植物细胞中含有大量的DNA酶，因此，除在抽提缓冲液中加入EDTA抑制DNA酶的活性外，研磨时应迅速，以免组织解冻，导致细胞裂解，释放出DNA酶，使DNA降解。
4．植物细胞中含有大量的酚类化合物，氧化后易与DNA共价结合，并能抑制DNA的酶解反应，影响对基因组DNA进行的后续反应。为了防止这类情况出现，可以向提取缓冲液中加入2%（W/V）的聚乙烯吡咯烷酮（PVP，相对分子质量10 000），或者提高提取缓冲液中的巯基乙醇的浓度到2%～5%（W/V）。
三、动物组织基因组DNA的提取
动物细胞的DNA是以染色体的形式存在于细胞核内，因此哺乳动物的一切有核细胞（包括培养细胞）都能用来制备基因组 DNA。提取DNA的一般过程是将分散好的组织细胞在含SDS和蛋白酶K的溶液中消化分解蛋白质，再用酚和氯仿/异戊醇抽提分离蛋白质，得到的DNA溶液经乙醇沉淀使DNA从溶液中析出。
在匀浆后提取DNA的反应体系中，SDS可破坏细胞膜、核膜，并使组织蛋白与DNA分离，EDTA则抑制细胞中DNA酶的活性；而蛋白酶K可将蛋白质降解成小肽或氨基酸，使DNA分子完整地分离出来，并且蛋白酶K的重要特性是能在SDS和EDTA存在下保持很高的活性。
【材料】
1．新鲜动物肝脏组织
2．试剂
（1）匀浆缓冲液：10mmol/L Tris-HCl（pH 8.0），25mmol/L EDTA （pH 8.0），100mmol/L NaCl。
（2）10%SDS。
（3）蛋白酶K溶液（10mg/ml）。
（4）胰RNA酶溶液（10mg/ml）。
（5）饱和酚∶氯仿∶异戊醇＝25∶24∶1（体积比）。
（6）氯仿∶异戊醇＝24∶1（体积比）。
（7）TE缓冲液（pH 8.0）：10mmo/L Tris-HCl，25mmol/L EDTA。
（8）3mol/L NaAc （pH 5.2）。
（9）预冷的无水乙醇和70%乙醇。
（10）PBS缓冲液。
3．设备 微量移液器（100μl，1 000μl），台式冷冻离心机，恒温水浴箱，手术剪，玻璃匀浆器，弯成钩状的小玻棒，1.5ml EP管。
【操作步骤】
【注意事项】
1．选择的动物组织要新鲜，处理时间不易过长。
2．酚/氯仿/异戊醇抽提时，如果DNA含量过高，水相在下层，应注意观察；如果两相界面或水相中蛋白质含量多，可重复抽提多次。
3．取上清时，不应贪多，以防非核酸类成分干扰。
4．异丙醇、乙醇、NaAc、KAc等要预冷，以减少DNA的降解，促进DNA与蛋白等的分相及DNA沉淀。
5．若使用培养细胞提取基因组DNA，则1 500r/min离心5min收集细胞，用PBS冲洗1次，加入匀浆缓冲液后直接开始破碎细胞，细胞密度为109/ml的1ml细胞与1g组织的流程类似。
【结果与分析】
1．实验结果及分析 提取得到的基因组DNA经琼脂糖凝胶电泳、EB染色，在紫外灯下可看到一条带（图6-2）。
图6-2 绵羊的基因组DNA琼脂糖凝胶电泳图
M：Lambda-Hind Ⅲ ladder（梯状带，即分子量标准）；1和2：绵羊基因组DNA
2．常见问题及解析 见表6-2。
表6-2 动物组织基因DNA提取的常见问题及解析
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