農業與畜牧業的可持續發展高度依賴優質種子資源——農業中，種子的抗病性、抗逆性（如抗倒伏、抗旱）直接決定作物產量與品質；畜牧業中，牧草種子的營養價值（如粗蛋白含量）、適口性則影響畜禽養殖效率。傳統種子品質鑒定多依賴形態學觀察（如種子大小、色澤）、生理生化分析（如發芽率、蛋白含量測定），但此類方法存在周期長、主觀性強、無法早期鑒定等局限。隨著分子生物學技術的發展，基于核酸水平的鑒定（如基因標記檢測、基因型分析）已成為種子品質評價的核心手段，而該技術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：一方面，種子富含淀粉、多糖、油脂、植物多酚等雜質，易與核酸結合形成復合物，導致提取純度下降；另一方面，不同類型種子（如谷物類、牧草類）的成分差異大，需針對性優化提取方案。傳統酚 - 氯仿法雖可提取核酸，但操作繁瑣、耗時久（單批次樣本需2~3h），且易引入人為誤差，同時有機溶劑對操作人員存在健康風險。核酸提取儀憑借自動化程度高、提取效率快、結果穩定性強等優勢，逐漸替代傳統方法，但不同品牌儀器的適配性、核酸質量仍存在差異。

博清生物科技（南京）有限公司研發的核酸提取儀基于磁珠法原理，可通過程序控制實現樣本裂解、核酸結合、洗滌與洗脫的全流程自動化，且支持 1~16 個樣本靈活處理。本研究旨在驗證該儀器在農業與畜牧業典型種子樣本中的核酸提取性能，建立標準化提取方案，并通過目標基因 PCR 擴增驗證核酸適用性，為種子品質分子鑒定提供高效技術工具。

一、結果與分析

（一）博清提取參數優化結果

通過單因素實驗，確定不同種子的最優提取參數：水稻、小麥、玉米種子（淀粉含量較高）需較高裂解溫度（65~70℃）和較長裂解時間（15~20 min），以充分破壞細胞壁并釋放核酸；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），避免過度裂解導致雜質釋放。磁珠結合時間均以6min為宜，過短則核酸結合不充分，過長則降低提取效率。

（二）核酸純度與濃度對比

博清儀器組提取的5種種子核酸A260/A280均在1.82~1.98之間，符合高質量核酸標準（1.8~2.0）；A260/A230為2.05~2.21，表明多糖、蛋白等雜質去除徹底。傳統方法組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）提取效率對比

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

（四）目標基因 PCR 擴增結果

以兩組提取的核酸為模板進行PCR擴增，結果顯示：博清儀器組所有目標基因均擴增出清晰、單一的條帶，大小與預期一致（水稻OsGA2ox1：452bp，小麥Lr34：528bp，玉米ZmSh2：610bp，苜蓿MsLEA：385bp，黑麥草LpP5CS：490bp），無雜帶；傳統方法組雖能擴增出目標條帶，但條帶亮度較低，且玉米ZmSh2、黑麥草LpP5CS 擴增產物中出現輕微雜帶，可能因雜質干擾PCR反應所致。這表明博清儀器提取的核酸可滿足種子品質相關基因的分子檢測需求。

二、討論

種子品質的分子鑒定依賴高質量核酸，而種子樣本的復雜性（如高淀粉、高纖維、高雜質）是核酸提取的主要障礙。本研究中，博清生物科技（南京）有限公司研發的核酸提取儀通過優化裂解條件（溫度、時間），針對不同種子的成分特點實現高效裂解：對于水稻、玉米等淀粉類種子，較高的裂解溫度（65~70℃）可促進淀粉酶活性，減少淀粉與核酸的結合；對于苜蓿、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合，提升核酸純度。磁珠法的優勢在于通過特異性吸附核酸，有效去除多糖、蛋白等雜質，這也是博清儀器組A260/A230顯著高于傳統方法的核心原因。

提取效率是大規模種子篩選的關鍵需求——農業育種中常需同時檢測數百份種子樣本，畜牧業牧草種子品質鑒定也需覆蓋多個品種。博清生物核酸提取儀的自動化操作不僅將單批次耗時縮短至32min，還減少了移液、離心等手動步驟，降低了核酸降解風險（凝膠電泳顯示無拖尾）。此外，該儀器支持1~16個樣本靈活處理，既適用于小批量科研驗證，也可滿足大批量生產檢測，具備較強的場景適配性。

目標基因PCR擴增結果進一步證實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）是農業種子抗逆性鑒定的核心標記，高蛋白基因MsLEA（苜蓿）、脯氨酸合成基因LpP5CS（黑麥草）則與畜牧業牧草營養價值、抗旱性直接相關。博清儀器組擴增條帶清晰、無雜帶，表明其提取的核酸可有效支撐后續分子實驗，為種子品質的精準鑒定提供可靠基礎。

本研究仍存在一定局限：未探討種子萌發后（幼苗期）的核酸提取效果，且未涉及RNA提取（如種子萌發過程中基因表達分析）。未來可進一步優化博清儀器的RNA提取方案，拓展其在種子發育分子機制研究中的應用；同時，可結合高通量測序技術，驗證該儀器提取核酸在種子全基因組分析中的適用性，進一步提升其在農業與畜牧業分子育種中的應用價值。

本研究通過對農業（水稻、小麥、玉米）與畜牧業（紫花苜蓿、黑麥草）典型種子樣本的核酸提取實驗，證實博清生物核酸提取儀具有以下優勢：

1、核酸質量高：A260/A280穩定在1.82~1.98，A260/A230達2.05~2.21，雜質去除徹底，完整性良好；

2、提取效率高：單批次16個樣本耗時32min，效率為傳統酚-氯仿法的4倍以上；

3、適用性強：優化參數后可適配不同類型種子，提取的核酸可成功實現品質相關基因的PCR擴增，滿足分子鑒定需求。

博清生物科技（南京）有限公司研發的核酸提取儀可作為農業與畜牧業種子品質分子鑒定的高效工具，為種子遺傳篩選、抗逆性評價及營養價值分析提供技術支撐，對推動農業育種效率提升與畜牧業牧草品質優化具有重要意義。