METHODS OF DNA ISOLATION FROM FRESH WOOD FOR MOLECULAR DIAGNOSTICS IN FRUIT GROWING
Martina Rejlová, Lucie Valentová, Radek Čmejla
VÝZKUMNÝ A ŠLECHTITELSKÝ ÚSTAV OVOCNÁŘSKÝ HOLOVOUSY s.r.o.,
Holovousy 129, 50801
e-mail: Martina.REJLOVA@vsuo.cz, ORCID: 0000‑0002‑6687‑8508
VPO 31(2): 34–46, 2025
Accepted: 22. 10. 2025
Published: 19. 11. 2025
ABSTRAKT
DNA byla izolována z čerstvých dřevních pletiv kmene meruňky (Prunus armeniaca L.) pomocí tří různých komerčních kitů (výrobci GeneAll, Zymo Research, Wizbiosolutions) a dvou metod mechanické homogenizace hoblin (tekutý dusík a třecí miska s tloučkem vs. kuličkový homogenizátor). Cílem této studie bylo zlepšit výtěžnost a kvalitu extrahované DNA ze dřeva ovocného stromu pro následné molekulárně‑biologické analýzy. Zaměřili jsme se na dva klíčové faktory ovlivňující kvalitu izolované DNA ze dřeva: (i) vliv průměru vrtáků na velikost a množství hoblin a jejich vhodnost pro následné zpracování, a (ii) porovnání metod mechanické homogenizace vzorku a izolačních protokolů z hlediska míry fragmentace DNA. Nejnižší hodnoty Ct (real‑time PCR pro chloroplastový gen) a vysoká reprodukovatelnost byly dosaženy při použití vrtáku o průměru 1,5 mm, zatímco vrták o průměru 4 mm se osvědčil jako nejefektivnější pro rychlý odběr materiálu. Homogenizace v tekutém dusíku vedla u kitů od GeneAll a Wizbiosolutions k vyšší výtěžnosti DNA než pomocí kuličkového homogenizátoru, zatímco u kitu od Zymo Research byla účinnější kuličková homogenizace. Amplifikace chloroplastových genů rbcL (599 bp) a matK (1292 bp) i rDNA oblasti (konkrétně ITS) specifické pro houby (210–230 bp), potvrdila rozdíly v kvalitě DNA mezi jednotlivými kombinacemi protokolů. Nejdelší fragment matK byl úspěšně amplifikován u všech vzorků pouze u DNA izolované pomocí kitu od Wizbiosolutions. Celkově nejlepších výsledků z hlediska výtěžnosti, čistoty a amplifikovatelnosti DNA bylo dosaženo při použití kitu od Wizbiosolutions.
Klíčová slova: dřevo, Prunus, izolace DNA, PCR
ABSTRACT
DNA was isolated from fresh wood tissue of apricot tree trunks (Prunus armeniaca L.) using three different commercial kits (manufacturers GeneAll, Zymo Research, Wizbiosolutions) and two methods of mechanical homogenization of wood chips (liquid nitrogen and mortar and pestle vs. ball mill). The aim of this study was to improve the yield and quality of DNA extracted from woody tissue of fruit tree for subsequent molecular biological analyses. We focused on two key factors affecting the quality of DNA isolated from wood: (i) the effect of drill bit diameter on the size and quantity of wood chips and their suitability for subsequent processing, and (ii) a comparison of mechanical homogenization techniques and DNA extraction protocols in terms of DNA fragmentation. The lowest Ct values (real-time PCR targeting a chloroplast gene) and highest reproducibility were achieved using a 1.5 mm diameter drill bit, while a 4 mm diameter drill bit proved to be the most effective for rapid material collection. Homogenization in liquid nitrogen resulted in higher DNA yields for the GeneAll and Wizbiosolutions kits compared to ball mill homogenization, whereas the Zymo Research kit performed better with ball mill homogenization. Amplification of chloroplast genes rbcL (599 bp) and matK (1292 bp) as well as the fungal-specific rDNA region (specifically the ITS region) (210–230 bp) confirmed differences in DNA quality between individual protocol combinations. The longest fragment (matK) was successfully amplified in all samples only when DNA was extracted using the Wizbiosolutions kit. Overall, the best results in terms of DNA yield, purity, and amplifiability were obtained with the Wizbiosolutions kit.
Keywords: wood, Prunus, extraction DNA, PCR
