Using herbarium samples for NGS methods – a methodological comparison

Abstract

Herbaria harbor a tremendous amount of plant specimens that are rarely used for plant systematic studies. The main reason is the difficulty to extract a decent quantity of good quality DNA from the preserved plant material. While the extraction of ancient DNA in animals is well established, studies including old plant material are still underrepresented. In our study we compared the standard Qiagen DNeasy Plant Mini Kit and a specific PTB-DTT protocol on to two different plant genera (Xanthium L. and Salix L.). The included herbarium material covered about two centuries of plant collections. A selected subset of samples was used for a standard library preparation as well as a target enrichment approach. The results revealed that PTB-PTT resulted in higher quantity and quality regarding DNA yield. Despite the lower overall yield of DNA, the Qiagen Kit resulted in better sequencing results regarding the number of filtered and mapped reads. We were able to successfully sequence a sample from 1820 and conclude that it is possible to include old herbarium specimens in NGS approaches. This opens a treasure box in phylogenomic research.

Comparison of methods of DNA extraction from herbarium specimens of little-pod false flax (Camelina microcarpa Andrz. Ex Dc.)

“…Також зазначають, що виділену гербарну ДНК краще зберігати короткочасно за -20°C (-25°C) у АЕ або ТЕ буфері, а довготривало -за -80°C [9,14]. Враховуючи це все, нами були використані та част-ково модифіковані такі методи виділення ДНК з гербарних зразків [12,[14][15][16]:…”

“…Елюювання здійснювали 2 рази (перед центрифугуванням) по 30 хв з додаванням 30 мкл AE буфера. Збільшення загального часу елюювання до 60 хв було рекомендовано раніше [16]; 5) DNeasy Plant Mini Kit (QIAgen) -модифікація № 4.…”

“…явлені лише у пробах зразків 11, 12, 18, 20, що свідчить про успішність виділення з них ДНК у високій концентрації (рис. 3).Ампліфіковані фрагменти інтронів β-тубуліну зразків13,16, 22 були не зовсім чіткими, що також свідчить про успішне виділення ДНК, хоча і у дещо нижчій концентрації. Водночас для проб 14, 15, 17, 19, 21 за електрофоретичного розділення продуктів ПЛР не було виявлено жодного амплікону, що вказує на відсутність ДНК у цих пробах.…”