变性梯度凝胶电泳(DGGE)在微生物生态学中的应用

由于从环境样品中分离和培养细菌的困难,分子生物学方法已发展用来描述和鉴定微生物群落。近年来基于DNA方法的群落分析得到了迅速的发展,如PCR扩增技术,克隆文库法,荧光原位杂交法,限制性酶切片段长度多态性法,变性和温度梯度凝胶电泳法。DGGE已广泛用于分析自然环境中细菌、蓝细菌,古菌、微微型真核生物、真核生物和病毒群落的生物多样性。这一技术能够提供群落中优势种类信息和同时分析多个样品。具有可重复和容易操作等特点,适合于调查种群的时空变化,并且可通过对切下的带进行序列分析或与特异性探针杂交分析鉴定群落成员。DGGE分析微生物群落的一般步骤如下：一是核酸的提取,二是16S rRNA,18S rRNA或功能基因如可容性甲烷加单氧酶羟化酶基因(mmoX)和氨加单氧酶a一亚单位基因(amoA)片段的扩增,三是通过DGGE分析PCR产物。DGGE使用具有化学变性剂梯度的聚丙烯酰胺凝胶,该凝胶能够有区别的解链PCR扩增产物。由PCR产生的不同的DNA片段长度相同但核苷酸序列不同。因此不同的双链DNA片段由于沿着化学梯度的不同解链行为将在凝胶的不同位置上停止迁移。DNA解链行为的不同导致一个凝胶带图案,该图案是微生物群落中主要种类的一个轮廓。DGGE使用所有生物中保守的基因片段如细菌中的16S rRNA基因片段和真菌中的18S rRNA基因片段。然而同其他分子生物学方法一样,DGGE也有缺陷,其中之一是只能分离较小的片段,使用于系统发育分析比较和探针设计的序列信息量受到了限制。在某些情况下,由于所用基因的多拷贝导致一个种类多于一条带,因此不易鉴定群落结构到种的水平。此外,该技术具有内在的如单一细菌种类16S rDNA拷贝之间的异质性问题,可导致自然群落中微生物数量的过多估计。DGGE是分析微生物群落的一种有力的工具。不过为了减少DGGE和其它技术的缺陷,建议研究者结合DGGE和其它分子及微生物学方法以便更详细的观察微生物的群落结构和功能。     

DGGE/TGGE技术及其在微生物分子生态学中的应用

变性梯度凝胶电泳(DGGE)和温度梯度凝胶电泳(TGGE)是近些年微生物分子生态学研究中的热点技术之一。由于DGGE／TGGE技术具有可靠性强、重现性高、方便快捷等优点,被广泛地应用于微生物群落多样性和动态性分析。文章对DGGE／TGGE技术原理与关键环节、局限性和应用前景进行了综述。     

变性梯度凝胶电泳在微生物生态学中的应用

变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)是目前在微生物生态学上应用比较广泛的技术之一,具有简便、准确可靠和重复性好等优点。对DGGE的原理、流程、各项技术要点和在微生物生态学上的应用等方面进行了详细地论述,同时归纳和总结了DGGE的优缺点和局限性。     

PCR-DGGE技术及其在微生物生态学中的应用

现代分子生物学技术PCR-DGGE是一种分析微生物群落的有效工具,可以用于研究生态系统中微生物多样性和群落动态性。本文简要介绍了PCR-DGGE技术原理及其在微生物生态学领域的应用,并对该技术的局限性进行了评价。     

微生物分子生态学技术在湖泊微生物多样性研究中的应用

微生物是湖泊生物圈物质循环和能量流动的主要参与者,在湖泊的生态系统中起着重要的作用。但是,湖泊中存在着大量不可培养的细菌,利用传统的培养技术,无法对湖泊微生物的多样性进行深入而全面的研究,而不依赖培养的分子生物学技术的发展为此方面研究开辟了新的路径。微生物分子生态学作为分子生物学与微生物生态学交叉产生的学科,在研究湖泊微生物多样性方面已经得到了广泛的应用。主要综述了变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,末端限制性酶切片段长度多态性技术(T-RFLP),16SrDNA克隆文库技术等微生物分子生态学技术在研究湖泊微生物多样性方面的应用情况。     

微生物分子生态学技术及其在环境污染研究中的应用

较为系统地概述了核酸探针检测技术、利用引物的PCR技术、DNA序列分析技术和电泳分离及显示技术在国内外的研究进展,并探讨了这些技术在环境污染研究中的应用及其方向。结果表明,这些被认为是重要的微生物分子生态学技术,在探索微生物与污染环境之间的相互关系中发挥了重要作用。促进了污染环境的微生物遗传适应进化机制的研究,污染物的微生物降解有关基因的定位及微生物工程菌的构建等方面的工作,从而推进了污染环境微生物修复的分子生态学的发展。     

DGGE技术在环境微生物多样性研究中的应用

微生物是污水净化的主要作用者之一.采用变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophresis,DGGE)方法培育和鉴定土壤微生物具有可靠性强、重复性好、方便快捷等优点,已被广泛应用于环境科学和污染防治研究领域.综述了基于PCR-DGGE技术的基本原理、关键环节及其在微生物多样性研究中的应用,同时就其自身存在的不足进行了评价并提出了解决方案.     

微生物分子生态学技术在污水处理系统中的应用

微生物分子生态学作为分子生物学与微生物生态学交叉而形成的学科,在污水处理方面广泛应用。本文从分子生态学实验技术角度,综述了目前污水处理系统中微生物群体结构、多样性及其与功能相关性的研究进展,探讨了分子生态学技术的发展与应用前景,并指出研究该体系微生物对于认识微生物系统发育地位具有重要意义。     

DGGE技术在森林土壤微生物多样性研究中的应用

微生物在森林土壤物质转化中扮演着重要角色,与森林的林型、土壤理化性质存在着密切关系.森林土壤微生物多样性及其变化在一定程度上反映了土壤环境的生产力和稳定性,对表征森林演替,土壤生态修复等有重要意义.变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术测定微生物多样性具有快捷、高效和可重复性高等优点.简要介绍DGGE技术的原理,分析这一技术的局限性和优化方法.重点以实例说明该技术在森林土壤微生物多样性研究中的应用现状,展望该技术的发展前景,以期能为今后这一领域的研究提供科学依据.     

PCR-DGGE技术在微生物生态学中的应用

PCR-DGGE技术是随着现代分子生物学发展起来的一种很重要的分析手段,与传统的种群鉴定方法相比,PCR-DGGE技术具有快速和操作简便等优点,对于不可培养的微生物也能达到分离的效果,因而在微生物生态学中受到普遍关注与重视。介绍了该技术的基本原理、主要影响因素等研究动态以及在微生物生态学中的应用现状,并对其应用前景作了综述。     

处理甲苯废气的生物滴滤池中微生物生态学研究

利用PCR-DGGE技术分析了处理甲苯废气的生物滴滤池生物多样性,结果表明:在运行过程中,随着生物滴滤池对甲苯去除能力的不断增加,填料当中的微生物种群也发生了明显的变化。在甲苯的选择压力下,随时间的迁延,微生物种类减少,优势种群的相对丰度增加,处于不同层面填料上的微生物分布也趋向于一致。     

处理甲苯废气的生物滴滤池中微生物生态学研究

利用PCR-DGGE技术分析了处理甲苯废气的生物滴滤池生物多样性,结果表明：在运行过程中,随着生物滴滤池对甲苯去除能力的不断增加,填料当中的微生物种群也发生了明显的变化。在甲苯的选择压力下,随时间的迁延,微生物种类减少,优势种群的相对丰度增加,处于不同层面填料上的微生物分布也趋向于一致。     

分子生物学技术在生物修复中的应用研究进展

随着分子生物学技术如分子杂交、PCR、电泳技术等的发展,微生物学研究领域发生了深刻的变革,灵敏的检测和精确的细菌鉴定成为可能.微生物分子生态学作为分子生物学与微生物生态学交叉而形成的学科,在生物修复方面得到广泛应用.从分子生物学实验技术角度综述了各种微生物分子生物学技术在生物修复中的应用研究情况.     

DGGE/TGGE技术在土壤微生物分子生态学研究中的应用

传统的微生物生态学研究方法只限于环境样品中极少部分(0.1%￣1%)可培养的微生物类群,极大程度地限制了对土壤微生物群落结构的研究。综述了以16S rDNA为主要研究对象的DGGE/TGGE(Denaturing gradientgel electrophoresis,DGGE/Temperature gradient gel electrophoresis,TGGE)技术原理,以其为主要手段结合PCR扩增、克隆建库、序列测定以及种系分析对土壤微生物的群落结构和多样性研究的最新动态。DGGE/TGGE技术极大地推动了土壤微生物分子生态学的发展,同时也为实际问题的诊断、作物生长跟踪监测等提供了技术支撑,在土壤微生物分子生态学研究和生产实践中起着越来越重要的作用。     

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.     

Plate-Dilution Frequency Technique for Assay of Microbial Ecology

The plate-dilution frequency technique described facilitates simultaneous enumeration of a wide range of physiologically different microorganisms in complex systems with a precision comparable to dilution tube (most probable number) methods. Replicate microsamples are inoculated from each member of a dilution series onto areas delineated on plates of prepoured solid media; the plates are incubated, and the occurrence of growth or specific biochemical transformation is recorded for each inoculated area. Microbial enumeration is accomplished by reference to appropriate tables. Details of the experimental procedures are described, and tables are presented from which microbial numbers with 95% confidence limits can be obtained and compared for significant difference directly for 10-fold and 4-fold dilution series. Results of experiments in which microbial populations were estimated simultaneously by the plate-dilution frequency and conventional plate count methods are compared. The potential of the technique for broad-spectrum microbial assay is also discussed.     

分子生物学方法在水体微生物生态研究中的应用

微生物是生态系统的重要组成部分,研究水体中微生物的多样性和群落结构对于开发微生物资源、进行水体生物修复具有重要意义。现代分子生物学的发展为研究水体微生物提供了行之有效的方法。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、末端标记限制性片段长度多态性等技术的原理以及在水体微生物研究中的主要应用。     

454测序技术在微生物生态学研究中的应用

以Sanger法(双脱氧核苷酸末端终止法)为代表的第1代测序技术由于其成本高、速度慢、通量低等不足,满足不了大规模测序的要求.进入21世纪后,以Roche 454为代表的第2代测序技术诞生了,454测序法作为一种高通量的测序方法,近年来已被广泛应用于微生物生态学研究中.介绍了该测序技术的原理和操作步骤,结合本实验室的研...