嗜热毁丝霉高通量培养技术及其应用

【背景】丝状真菌是一类重要的工业发酵生产宿主菌,如何进行高通量纯菌培养和高效检测筛选性能优异的菌株是工业丝状真菌研究的重要方向。【目的】研究建立丝状真菌的高通量培养技术并测试应用效果。【方法】通过对丝状真菌培养过程中的制种、接种、培养和检测研究,建立基于孔板的高通量培养技术,并以嗜热毁丝霉为例对该技术进行验证。【结果】与传统的平板制种和摇瓶接种培养方式相比,高通量孔板的培养方式将制种通量提高24倍,单位面积产孢子能力提高350%,液体培养转接效率提高10-40倍,并建立96孔板测定乙醇含量的高通量检测技术。【结论】将丝状真菌的培养和检测通量提高1-2个数量级,为快速检测丝状真菌改造过程产生的大量性状不同菌株并获得目标菌株奠定基础,为丝状真菌高通量筛选研究提供应用指导价值。     

食源性致病菌高通量检测方法及应用

食源性致病菌的体外培养一直是病原体诊断的金标准,但按照目前的培养技术仅有1％的细菌可以培养.目前用于病原微生物鉴定的高通量检测技术主要有:多重PCR技术、实时荧光定量PCR技术、核酸等温扩增技术、焦磷酸测序技术和芯片技术等,本文介绍了这些高通量检测技术及其在食品病原微生物检测方面的应用情况.     

广西蚕沙细菌组成多样性解析和VBNC菌群的发掘

【目的】解析广西蚕沙中细菌群落组成与多样性,为蚕沙中菌种资源发掘和蚕沙的综合利用提供科学依据。【方法】通过高通量测序技术研究细菌群落组成特征,同时利用常规稀释涂布平板法和基于复苏促进因子(Rpf)的MPN培养系统解析并筛选蚕沙中可培养和活的非可培养(VBNC)状态的优势菌群,并经16SrRNA基因测序对筛选得到的菌株作初步分类鉴定。【结果】高通量测序表明,广西蚕沙样品中细菌归属于10个门、18个纲、27个目、57个科、96个属,其中4个属的丰度达1%以上,优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)肠杆菌属(Enterobacter);通过稀释涂布平板法共获得14个属的33株可培养细菌,其中4个属(Citrobacter、Weissella、Chitinophaga、Pseudoclavibacter)在高通量测序中未被检测到;而在MPN培养系统中,基于复苏促进因子的处理组细菌总数最大检出丰度提高了100倍,并从中共检出21株对Rpf敏感的VBNC菌株,其中6个属(Paenibacillus、Caulobacter、Roseomonas、Pantoea、Erwinia、Acine...     

黄酒贮存酸败关键微生物的分离鉴定

【背景】贮存陈酿是黄酒生产的重要工艺环节,但由于黄酒中营养物质含量丰富,贮存陈酿过程中时常出现酸败变质的现象,尤其是在大罐的陈酿过程中酸败的发生对黄酒行业造成较大的经济损失。【目的】解析黄酒贮存陈酿过程中造成黄酒酸败的关键微生物,为黄酒贮存酸败微生物的控制提供依据。【方法】采用高通量测序技术分析不同来源酸败黄酒中的主要微生物种类;设计针对性培养基分离培养酸败黄酒中的难培养微生物;设计微生物特异性引物,对16S r RNA基因高度相似的酸败微生物进行区分鉴定;将分离的黄酒酸败微生物接入到未发生酸败的黄酒中验证其生酸能力。【结果】高通量测序技术分析结果显示,酸败黄酒中污染微生物主要为乳酸杆菌属(丰度95%)微生物,在种水平上分析比对结果显示两种难培养微生物[耐酸乳杆菌(Lactobacillus acetotolerans)和食果糖乳杆菌(Lactobacillus fructivorans)]的相对丰度达到了82%以上;采用改进的分离培养基分离出酸败黄酒中的难培养污染微生物36株;利用耐酸乳杆菌rec A基因和食果糖乳杆菌tuf基因的特异性引物准确鉴定出这些微生物菌株为28株耐酸乳杆菌和8株食果糖乳杆菌;将两种主要酸败微生物接入到未发生酸败的黄酒中,培养2周后能够显著提高黄酒酸度。【结论】基于高通量测序的未培养技术可作为食品中难培养污染微生物快速分析的有效方法。基于未培养技术和可培养技术相结合,首次解析并验证黄酒贮存过程中造成黄酒酸败的主要微生物为耐酸乳杆菌和食果糖乳杆菌。     

NCBI高通量测序数据库SRA介绍

随着新一代测序技术的发展,高通量测序技术的应用越来越广泛,其产生的海量数据的存储、查询需要专门的数据库辅助,NCBI的SRA(Sequence Read Archive)数据库是高通量测序存储的代表,本文对SRA数据库的组织架构,数据形态作了综述分析,并对其存贮的数据进行了总结。     

不同植茶年限茶树根际土壤细菌多样性及群落结构研究

运用传统培养法和高通量测序技术研究不同植茶年限(5年、10年、20年)茶树根际土壤细菌的多样性、结构和组成,并分析茶树土壤理化性质与细菌群落的相关性,为改善茶树的土壤和提高茶树产量提供参考。结果表明:两种方法均指出不同植茶年限下的根际细菌群落结构存在显著性差异,5年和10年茶树细菌多样性显著高于20年茶树细菌;培养法得出厚壁菌门(Firmicutes)和芽孢杆菌属(Bacillus)为优势门属,高通量测序技术得出酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和Candidatus_Udaeobacter属为优势门属;总氮(TN)、总钾(TK)、总磷(TP)、pH是影响茶树细菌群落的关键理化因子;随着植茶年限增加,要采取措施防止土壤酸化,适当增施氮肥和磷肥。     

单核苷酸多态性检测方法的研究进展

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)作为第三代遗传标记已经广泛应用于基因作图、疾病相关性分析、群体遗传学及药物研究等领域.因此建立高度自动化和高通量的SNP检测分析技术十分重要.简要介绍了国内外几种主要SNP检测技术的原理和检测分析手段,并对SNP高通量检测技术的发展进行了展望.     

原核生物多样性研究的新工具

原核生物在自然界中分布广泛、数量巨大,参与多种全球性的物质循环和能量传递。然而,长期以来对其多样性的测度受到研究技术的限制。随着高通量测序、生物芯片等新技术的不断更新,原核生物多样性研究途径也在不断变化。目前,用于环境中原核生物多样性研究的高通量测序技术主要有Genome Sequencer FLX(GS FLX)测序系统和Illu-mina Genome Analyzer测序系统;而高通量芯片则以GeoChip为代表。但这些新兴技术手段各自的特点不同,得到的大量序列信息如何用于原核生物多样性测度以及哪些多样性测度手段适用,是研究人员需要面对的问题。因此,本文总结和比较了目前最新的研究手段和程序工具,并归纳了适应目前技术条件的原核生物多样性的主要研究途径。     

宏基因组学研究方法及其在病原体检测中的应用

在自然环境中存在着大量的微生物。这些微生物种群,尤其是许多新发性病毒,会对人和动物体的健康产生重大影响,而它们大多数都是不可培养的微生物。宏基因组学(metagenomics)的研究对象主要是非培养微生物。在特定环境中,它可有效地获取微生物种群的遗传组成、群落结构及生态作用等信息。随着高通量测序技术的快速发展,宏基因组学分析方法也已经应用到病毒学领域中,出现了病毒宏基因组学(viral metagenomics)。这一技术在新病毒鉴定等方面都取得了很多重要的研究成果。该综述主要对宏基因组学的发展历史、应用前景、生物信息学分析流程,及其在病毒鉴定中的应用进行简要介绍。     

高通量基因型分型技术及其在水稻中的应用

作物种质资源遗传基础的深入认识与高效利用,对于品种改良和粮食安全具有重要意义。传统系谱考察的方法对指导育种实践发挥了重要作用,随着分子生物学的发展,基因组学和高通量SNP分子标记等基因型分型方法可以更便捷地对种质资源进行鉴定。就基因型分型的主要方法进行了总结,重点论述了以SNP为核心的下一代高通量测序(NGS)分型方法、竞争性等位基因特异性PCR(KASP)和SNP芯片系统,以及当前主流的SNP分析工具和数据库。同时,介绍了高通量SNP分型技术在水稻研究中的进展,并就分型技术在作物育种等领域的应用和发展趋势进行了展望。     

基于流式细胞仪高通量分选的深海微生物单细胞培养

[目的]建立适用于海洋微生物的流式细胞分选与高通量单细胞培养的方法,通过该方法从印度洋深海样品中分离微生物纯培养菌株.[方法]利用流式细胞仪单细胞分选功能,以前向角(FSC)和侧向角(SSC)散射光信号代替荧光信号作为分选逻辑,对深海水体和沉积物样品中微生物进行单细胞高通量分选和培养.[结果]确定了流式细胞分选的区域和...     

利用动态等位基因特异性杂交技术进行单核苷酸多态高通量分型

动态等位基因特异性杂交(dynamic allele-specific hybridization, DASH)是新发展起来的一种单核苷酸多态(single nucleotide polymorphisms, SNP)等位基因分型技术,具有快速、经济、准确、高通量、重复性好等优点.利用DASH技术,对96份正常人外周血DNA样品成功地进行了两个SNP位点的基因分型,并摸索实验条件,对该技术进行了优化.     

基于高通量测序技术大亚湾肥胖软箭虫(Flaccisagitta enflata)的食性分析

采用Illuminate高通量测序技术分析了大亚湾肥胖软箭虫(Flaccisagitta enflata)的食性.在夏季(2017年8月)和冬季(2018年1月)对大亚湾内不同站位拖网采获的四组样品中,分别挑取毛颚类优势种肥胖软箭虫进行18S rDNA V4区扩增;通过高通量测序得到四组样品的序列,经过处理每组样品得到...     

高通量测序技术在线虫多样性研究中的应用

土壤线虫多样性是土壤生态学研究的热点之一, 然而对土壤线虫群落组成及多样性的研究通常受到分类学和方法学的限制。当前, 分子生物学技术的快速发展丰富了我们对土壤线虫多样性的认识, 但也存在一定的局限性。本文综述了常用分子生物学技术如变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis, DGGE)、末端限制性片段长度多态性分析(terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)、实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR, qPCR)和高通量测序(high-throughput sequencing, HTS)技术近年来在线虫多样性研究中的应用, 重点从土壤线虫DNA提取方法、引物和数据库的选择、高通量测序技术和形态学鉴定结果的比较等方面阐述了高通量测序技术在线虫多样性研究中的优势与不足, 并提出选择合适的线虫DNA提取方法结合特定引物和数据库进行注释分析, 仍是今后使用高通量测序技术开展线虫多样性研究的重点。当研究目标是土壤线虫多样性时, 优先推荐富集线虫悬液提取DNA的方法, 因此, 研究人员应根据具体目标选择最优组合开展实验研究。     

分子生物学技术在肠道微生物研究中的应用进展

肠道微生物与宿主的健康状况息息相关,已成为当今的热点研究领域。随着分子生物学技术的快速发展,高通量测序技术、实时荧光定量PCR技术和PCR-DGGE技术等凭借其高灵敏度、高通量、无需体外培养等优势,为研究微生物结构和功能基因组提供了新方法,并在肠道菌群的研究中应用广泛。本文对这三种分子生物学技术在肠道微生物研究中的应用进行了综述,总结了这三种技术在肠道微生物研究中的应用范围和优缺点,并展望了其在肠道微生物研究中的广阔应用前景。     

不同栽培方式的铁皮石斛根、茎中内生细菌多样性及其抑菌活性研究

【目的】分析树干仿生栽培和大棚种植的铁皮石斛根、茎中内生细菌的组成与分布,并挖掘潜在的微生物资源及功能。【方法】利用Illumina MiSeq高通量测序技术,对不同栽培方式铁皮石斛根、茎中免培养内生细菌丰富度及多样性进行比较分析;通过传统的内生菌分离法以及16S rRNA基因测序技术对可培养内生细菌进行分离鉴定;采用滤纸片法筛选拮抗石斛病原菌的内生菌株。【结果】高通量测序分析中内生细菌以Pseudomonas(30.52%)为主,其次是Mycobacterium(10.22%)以及Brachybacterium(8.32%),树干仿生栽培石斛内生细菌组成丰富度及多样性高于大棚种植,石斛根中内生细菌组成丰富度及多样性高于石斛茎。可培养内生细菌中Bacillus(18.37%)所占比例最高,其次是Curtobacterium (8.16%),同时筛选得到8株具有抑制石斛病原菌活性的菌株。【结论】铁皮石斛中蕴含着丰富的内生细菌资源,菌群组成和分布受其不同栽培方式和组织部位的影响。此外,筛选得到8株具有抑制病原菌活性的菌株,表明铁皮石斛内生细菌代谢产物具有抗菌活性。本试验对铁皮石斛内生细菌多...     

哺乳动物转录因子DNA结合谱

基因差异表达是生物发育和对刺激作出应答的分子基础,转录因子在这种基因差异表达中发挥着重要的调控作用。因此,要弄清楚转录因子调控基因差异表达的机理,就必须鉴定出它们全部的靶基因并构建其操纵的转录调控网络。对基因组DNA的序列特异性结合是转录因子调控基因转录的关键环节,因此,要鉴定转录因子的靶基因,就必须从它们与DNA相互作用的分子水平,鉴定它们能够识别并结合的全部DNA序列,即转录因子DNA结合谱。近年来随着DNA微阵列芯片和高通量DNA测序技术的产生和快速发展,出现了建立转录因子体内及体外DNA结合谱的一系列革命性的新技术,对该领域的研究带来重大影响。这些新技术主要包括建立转录因子体内DNA结合谱的染色质免疫沉淀-芯片技术(ChIP-chip)和染色质免疫沉淀-测序技术(ChIP-Seq),以及建立转录因子体外DNA结合谱的双链DNA微阵列芯片技术(dsDNA microarray)、指数富集配体系统进化-系列分析基因表达技术(SELEX-SAGE)、结合-n-测序技术(Bind-n-Seq)、多重大规模并行SELEX技术(MMP-SELEX)、凝胶迁移实验-测序技术(EMSA-Seq)和高通量测序-荧光配体互作图谱分析技术(HiTS-FLIP)。文章将对这些新技术做一综述。     

库木塔格沙漠土壤细菌多样性及具有群体感应抑制活性放线菌筛选

【背景】群体感应抑制剂(quorum sensing inhibitor,QSI)作为抗生素潜在替代品,可有效降低致病菌传染性和毒性。沙漠土壤蕴藏着丰富的放线菌资源,是挖掘群体感应抑制剂的重要来源。【目的】解析库木塔格沙漠土壤细菌群落多样性,筛选并挖掘群体感应抑制活性放线菌资源。【方法】采用Illumina Nova Seq高通量测序技术揭示库木塔格沙漠土壤细菌群落组成,利用可培养方法进行土壤放线菌分离和鉴定;选用紫色杆菌CV026模型筛选群体感应抑制活性放线菌,并对其功能特性进行初步评价。【结果】Illumina Nova Seq高通量测序结果显示,样品土壤细菌涉及23门96目150属,优势菌门为变形菌门(Proteobacteria,61%)、放线菌门(Actinobacteria,28%),其中分枝杆菌属(Mycobacterium)为放线菌门最优势菌属(87.3%),其次为红球菌属(Rhodococcus,6.8%)和丙酸杆菌属(Cutibacterium,0.9%)。可培养方法共分离到108株放线菌,归属9科10属,其中优势菌属为链霉菌属(Streptomyces),占65....     

医学研究生"高通量测序技术"应用能力的培养

高通量测序技术目前已广泛的应用于临床研究领域。与传统测序方式相比,该技术具有通量高、耗时短、成本低等特点。研究生教育中对高通量测序技术的新进展及其在疾病研究、临床诊断等方面的应用方面的介绍较少。培养医学研究生对高通量测序技术的应用能力,可以增强研究生对高通量测序技术的方法、原理、应用范围、数据分析的理解,为医学研究生应用高通量测序技术发现及解决临床问题打下一定的基础。     

两种不同生境中国沙棘种子内生细菌的多样性

植物内生菌广泛分布于植物的各种组织及器官中,对植物的生长表现出各种作用,而植物种子中的内生菌对植物的作用也越来越受到人们的关注。以榆中县和秦安县两种不同生境的中国沙棘种子为材料,分析中国沙棘种子内生细菌多样性,以期探究生境对种子内生菌多样性的影响,并为进一步研究种子内生菌与沙棘的相互作用提供依据。研究利用纯培养方法和高通量测序方法分别进行中国沙棘种子内生细菌多样性分析。对纯培养分离得到的内生细菌,利用16S rRNA基因序列分析法结合形态学特征进行内生细菌的鉴定;对高通量测序得到的数据进行基于OTUs(Operational Taxonomic units,可操作分类单元)的物种注释分析。通过纯培养方法从榆中县中国沙棘种子中分离得到4株内生细菌,分属于芽孢杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和假单胞菌属(Pseudomonas);秦安县中国沙棘种子中分离得到5株内生细菌,分属于芽孢杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和不动杆菌属(Acinetobacter)。采用高通量测序方法检测到榆中县中国沙棘种子内生细菌分属于7个...