核糖体RNA测序技术在海洋微生物多样性研究中的应用

海洋微生物总数高达10~(30)个,在海洋生态系统中发挥着驱动能量物质循环和维持生态平衡的重要作用。深入研究海洋微生物多样性有助于理解海洋生态系统运行机理、应对全球海洋生态危机,以及开发海洋微生物资源。由于目前可培养分离的海洋微生物种类极少,极大限制了对海洋微生物群落、丰度和生理生态特征的研究。核糖体RNA测序技术以较低的成本,根据遗传信息差异对微生物快速准确地进行分类鉴定,揭示群落结构、评估进化和生态学关系。近年来基于核糖体RNA序列测序分析的海洋微生物学研究随着测序技术本身的快速优化,在发现海洋微生物新类群,揭示海洋微生物生态规律,分析海洋微生物进化关系,以及与海洋微生物相关的代谢产物开发和海洋生态治理等研究中取得显著进展。本综述详细介绍了核糖体RNA序列测序技术的原理,各代测序技术在海洋微生物多样性研究中的应用,以及多种建库和测序技术的有机结合。最后对研究不同海洋微生物多样性问题提供了测序方案的建议和展望,以期为核糖体RNA测序技术在海洋微生物多样性研究中的应用提供参考。     

核酸杂交技术在微生物生态学上的应用

由于自然界中大部分的微生物种类到目前为止仍不可培养,传统基于培养和纯种分离的技术在研究微生物生态时面临很大障碍。分子生物学的进展为诸多长期困扰微生物学研究的问题提供了解决办法。核酸杂交技术已被证实在微生物系统分类和微生物生态等领域的研究具有巨大潜力并已被广泛应用。综述核酸杂交技术的基本原理、实际应用及其主要优点和局限性,以及提高其检测灵敏度和特异性的方法,并对该技术的应用前景作了探讨。     

核酸杂交技术在微生物生态学上的应用

由于自然界中大部分的微生物种类到目前为止仍不可培养,传统基于培养和纯种分离的技术在研究微生物生态时面临很大障碍。分子生物学的进展为诸多长期困扰微生物学研究的问题提供了解决办法。核酸杂交技术已被证实在微生物系统分类和微生物生态等领域的研究具有巨大潜力并已被广泛应用。综述核酸杂交技术的基本原理、实际应用及其主要优点和局限性,以及提高其检测灵敏度和特异性的方法,并对该技术的应用前景作了探讨。     

核酸杂交技术在微生物生态学上的应用

由于自然界中大部分的微生物种类到目前为止仍不可培养,传统基于培养和纯种分离的技术在研究微生物生态时面临很大障碍。分子生物学的进展为诸多长期困扰微生物学研究的问题提供了解决办法。核酸杂交技术已被证实在微生物系统分类的微生物生态等领域的研究具有巨大潜力并已被广泛应用。综述核酸杂交技术的基本原理、实际应用及其主要优点和局限性,以及提高其检测灵敏度和特异性的方法,并对该技术的应用前景作了探讨。     

土壤微生物多样性研究方法

概述了研究土壤微生物多样性的主要方法．传统上,土壤微生物群落的分析依赖于培养技术,使用各种培养基最大限度地培养各种微生物群体,但仍只能培养和分离出一小部分土壤微生物群落．使用Biolog分析、磷脂脂肪酸分析和核酸分析等方法,可研究和表征那些现在还不能够被培养的土壤微生物。从而获取关于土壤微生物群落多样性的更多和更完整的信息．     

土壤管理措施及环境因素对土壤微生物多样性影响研究进展

本文综述了土壤管理措施及环境因素对土壤微生物多样性影响的研究进展,并介绍了土壤微生物多样性的研究方法,土壤微生物多样性包括微生物物种多样性、遗传多样性和生态多样性。传统上,土壤微生物群落的分析依赖于培养技术,但使用该技术只能培养和分离出一部分土壤微生物群落。现在国际上普遍使用Biolog分析、磷脂脂肪酸(PLFA)分析和核酸分析等多种现代技术研究和表征土壤微生物多样性。土壤微生物多样性受土壤管理措施和多种环境因素的影响。农药可能使土壤微生物多样性减少或改变其结构和功能;施有机肥有利于维持土壤微生物的多样性及活性;但在施用无机肥的影响上目前的报道有矛盾之处。农业土壤减少耕作可能增加微生物多样性和生物量;轮作可能比单一栽培耕作更有利于维持土壤微生物的多样性及活性。土壤微生物多样性也受土壤有机质、植被、季节变化等因素的影响,且通常遭受干旱、过度放牧、营养缺乏等的胁迫作用。     

土壤微生物PCR及分子杂交检测

ＰＣＲ技术在环境微生物的检测方面已得到越来越广泛的应用,Ｓｔｅｆａｎ等［１］利用ＰＣＲ技术检测土壤中的转基因细菌,后来用于检测土壤中不可培养的微生物［２］,跟踪环境中的特定细菌或ＤＮＡ［３］,揭示土壤生态系统的基因多样性［４］等。利用ＰＣＲ技术来检测…     

土壤微生物群落多样性解析法:从培养到非培养

土壤微生物群落多样性是土壤微生物生态学和环境科学的重点研究内容之一.传统的土壤微生物群落多样性解析技术是指纯培养分离法(平板分离和形态分析法以及群落水平生理学指纹法).后来,研究者们建立了多样性评价较为客观的生物标记法(磷脂脂肪酸法和呼吸醌指纹法).随着土壤基因组提取技术和基因片段扩增(PCR)技术的发展,大量的现代分子生物学技术不断地涌现并极大地推动了土壤微生物群落多样性的研究进程.这些技术主要包括:G+C％含量、DNA复性动力学、核酸杂交法(FISH和DNA芯片技术)、土壤宏基因组学以及DNA指纹图谱技术等.综述了这些技术的基本原理、比较了各种技术的优缺点并且介绍了他们在土壤微生物群落多样性研究中的应用,展望了这些技术的发展方向.     

胃肠道微生态系统及其功能研究

随着生物技术和生理科学研究的不断深入,人们对胃肠道微生物生态及其功能的研究取得了重大进步。对胃肠道微生物的多样性、不同生理时期微生物菌群的演化和特定微生物种属的研究有新的发现。胃肠道微生物生态系统的生理功能得到不断的揭示,成为许多学者和多个学科关注的焦点。     

土壤宏基因组学技术及其应用

传统的基于培养的研究方法只能反映土壤中少数(0.1%～10 %)微生物的信息,而大部分微生物目前还不能培养,因而这部分微生物资源尚难以被有效地开发利用.宏基因组学是分子生物学技术应用于环境微生物生态学研究而形成的一个新概念,主要技术包括土壤DNA的提取、文库的构建和目标基因克隆的筛选.它可为揭示微生物生态功能及其分子基础提供更全面的遗传信息,并已在微生物新功能基因筛选、活性物质开发和微生物多样性研究等方面取得了显著成果.本文对土壤宏基因组学技术的方法和应用作了详细介绍.     

环境DNA技术在地下生态学中的应用

地下生态过程是生态系统结构、功能和过程研究中最不确定的因素。由于技术和方法的限制,作为"黑箱"的地下生态系统已经成为限制生态学发展的瓶颈,也是未来生态学发展的主要方向。环境DNA技术,是指从土壤等环境样品中直接提取DNA片段,然后通过DNA测序技术来定性或定量化目标生物,以确定目标生物在生态系统中的分布及功能特征。环境DNA技术已成功用于地下生态过程的研究。目前,环境DNA技术在土壤微生物多样性及其功能方面的研究相对成熟,克服了土壤微生物研究中不能培养的问题,可以有效地分析土壤微生物的群落组成、多样性及空间分布,尤其是宏基因组学技术的发展,使得微生物生态功能方面的研究成为可能;而且,环境DNA技术已经在土壤动物生态学的研究中得到了初步应用,可快速分析土壤动物的多样性及其分布特征,更有效地鉴定出未知的或稀少的物种,鉴定土壤动物类群的幅度较宽;部分研究者通过提取分析土壤中DNA片段信息对生态系统植物多样性及植物分类进行了研究,其结果比传统的植物分类及物种多样性测定更精确,改变了以往对植物群落物种多样性模式的理解。同时,环境DNA技术克服传统根系研究方法中需要洗根、分根、只能测定单物种根系的局限,降低根系研究中细根区分的误差,并探索性地用于细根生物量的研究。主要综述了基于环境DNA技术的分子生物学方法在土壤微生物多样性及功能、土壤动物多样性、地下植物多样性及根系生态等地下生态过程研究中的应用进展。环境DNA技术对于以土壤微生物、土壤动物及地下植物根系为主体的地下生态学过程的研究具有革命性意义,并展现出良好的应用前景。可以预期,分子生物学技术与传统的生态学研究相结合将成为未来地下生态学研究的一个发展趋势。     

未培养微生物研究:方法、机遇与挑战

自然界中绝大部分的微生物仍是未培养的,称之为未培养微生物或微生物"暗物质"。对其进行研究不仅有助于认识微生物多样性及其代谢特征,加深对环境中微生物参与的生态学过程的理解,还有利于重构生命之树,揭示微生物的进化历程,具有重要的科学意义。同时未培养微生物是发现新基因资源和新活性物质的巨大宝库。随着现代分子生物学研究方法和培养技术的成熟和完善,从环境中直接破译未培养微生物的遗传信息,并实现培养逐渐成为可能。本文主要介绍了基于宏基因组技术和单细胞基因组技术或两者结合运用,研究环境中未培养微生物的主要方法和挑战,总结分析了目前已经解析的未培养微生物的主要类群,并对未来研究的机遇进行了展望。     

昆虫体内微生物多样性的影响因素研究进展

昆虫体内的微生物种类繁多,在长期的协同进化中与其宿主昆虫形成了密切的共生关系。近年来,随着分子生物学技术的快速发展与应用,昆虫体内微生物多样性得到广泛的研究。本文综述了影响昆虫体内微生物多样性的各种因素。体内微生物多样性除与昆虫种类相关外,还与昆虫自身因素(性别、发育龄期和种群)、生态因子(食物、温度、CO_2浓度和辐照)以及技术本身的局限性等方面密切相关。     

几种主要分子生物学技术在真菌生态学研究中的应用

真菌在自然界的物质循环与降解等生态过程中发挥着重要的作用,是生态系统的重要组成部分。然而约90%的真菌种类仍然未知,且大部分难于分离和培养。因此核酸杂交;核酸序列分析;DNA指纹分析等分子生物学技术被用于真菌分类、鉴定、种群结构、群落多样性研究。本文综述了这几种主要分子生物学技术的基本原理及其在真菌生态学研究中的应用现状。     

分子生态学技术及其在环境微生物研究中的应用

分子生态学作为一门新兴的学科已经成为国内外科学家关注和研究的热点。目前的分子生态学技术主要有核酸杂交分析技术、特异性PCR扩增技术、DNA序列分析、基因芯片技术等。这些技术在环境微生物研究中的应用主要包括对微生物多样性的研究、种群结构和动力学的研究、代谢活性的研究以及在全球气候变化中对微生物影响的研究。最后,对环境微生物的分子生态学研究进行了展望。     

现代分子生物学技术在冰川微生物生态研究中的应用

研究冰川中微生物的多样性对于揭示环境气候变迁,研究生物进化,开发微生物资源具有重要意义,现代分子生物学的发展为研究冰川微生物的多样性提供了行之有效的方法.简要综述了16S rDNA文库构建、变性梯度凝胶电泳、限制性片段长度多态性和荧光原位杂交等技术的原理及在冰川微生物生态研究中的应用现状.     

空气微生物群落解析方法:从培养到非培养

随着世界范围内流行性疾病以及我国空气雾霾事件的不断发生,空气生物性污染的研究开始受到高度重视,其研究方法也随着分子生物学技术的快速发展而不断更新,由早期以生化技术为基础的研究方法转变为以现代分子生物学技术为基础的研究方法。综述了空气微生物群落多样性解析方法从培养到非培养的发展过程,包括培养技术法、BIOLOG技术、生物标记法、基因指纹图谱技术、核酸杂交技术、实时荧光定量PCR、空气微生物宏基因组学及基因芯片技术,阐述了这些技术的基本原理,比较了各种技术的优缺点并重点介绍了它们在空气微生物群落多样性研究中的应用概况,最后展望了空气微生物学研究的发展方向。     

口腔微生物多样性研究进展

口腔微生物多样性的改变是口腔常见感染性疾病的发病机制之一,随着分子生物学技术的普遍应用,研究者能够不通过纯培养技术即可对人类口腔不同生态系的微生物组成及变化进行研究。本文综述了当前口腔微生物多样性研究的常用方法及各自的特点,从而为口腔微生物生态方面的进一步深入研究提供参考。     

鱼类腌制品加工过程微生物群落多样性研究进展

鱼类腌制品是中国的一种传统加工水产品,由于其易保存、风味特殊、营养丰富,深受大众喜爱。然而腌制加工过程中微生物种类复杂,对制品的品质有较大的影响。结合国内外最新研究阐述了传统腌制鱼和微生物发酵快速腌制鱼中的微生物群落变化、微生物多样性最新研究技术及应用,并在此基础上提出了鱼类腌制品加工过程微生物群落多样性的研究方向,为揭示影响鱼类腌制过程的微生物作用机制及生产优化控制提供理论依据。     

未培养微生物的研究与微生物分子生态学的发展*

近年来现代分子技术和基因组学逐渐渗透到有关生命科学的整个领域,也为微生物生态学提供了新的研究方法和机遇。16S rRNA基因序列分析、DNA-DNA杂交、核酸指纹图谱以及宏基因组学等分子技术检查自然环境中的微生物,可以克服传统纯培养技术的不足,是一条探知未培养微生物、寻找新基因及其产物的新途径,开启了我们认识微生物多样性和获得新资源的大门。