分子生物学方法在浮游病毒多样性研究中的应用

病毒是海洋及淡水微生物群落的重要组成部分,在调控微生物环路、驱动生物地球化学循环、维持浮游植物与细菌多样性等方面扮演着重要角色。然而,传统的病毒培养及定量技术难以对浮游病毒群落结构与多样性进行深入而全面的解析。微生物分子生态学技术的快速发展及广泛应用为此提供了新的途径。概述了克隆文库分析方法、凝胶脉冲场电泳(PFGE)技术、DNA指纹图谱、DNA微阵列、宏基因组技术等分子生物学方法的基本概念及其在研究浮游病毒的种群结构与遗传多样性及其与环境因素之间的相互关系等方面的应用状况。     

遗传多样性概述

遗传多样性作为生物多样性的重要组成部分,是物种多样性、生态系统多样性和景观多样性的基础。随着研究方法和实验技术的发展,遗传多样性研究从形态学水平、细胞学（染色体）水平、生理生化水平逐渐发展到分子水平。形态标记、细胞学标记、等位酶分析、DNA多态性分析等方法,为我们研究遗传多样性提供了有效的工具。特别是DNA多态性分析是一种更为直接而有效的方法。     

棉花遗传多态性研究进展

从系谱分析、形态特征、生化及DNA分子水平等方面分析了棉花遗传多样性的研究进展。国内外的研究一致表明陆地棉品种间遗传多态性水平低,改进其遗传多样性是今后棉花遗传育种研究的重要内容。加强对现有栽培品种、野生种质的研究利用和种质引进交流,多种育种技术综合运用和合理的植棉区域规划及多育种目标引导,是提高育成品种遗传多样性的重要途径。并提出今后应加强棉花核心种质的研究和从基因组水平对棉花遗传多样性的研究。     

棉花遗传多态性研究进展

从系谱分析、形态特征、生化及 DNA分子水平等方面分析了棉花遗传多样性的研究进展 .国内外的研究一致表明陆地棉品种间遗传多态性水平低 ,改进其遗传多样性是今后棉花遗传育种研究的重要内容 .加强对现有栽培品种、野生种质的研究利用和种质引进交流 ,多种育种技术综合运用和合理的植棉区域规划及多育种目标引导 ,是提高育成品种遗传多样性的重要途径 .并提出今后应加强棉花核心种质的研究和从基因组水平对棉花遗传多样性的研究     

微生物遗传多样性的挖掘和代谢工程应用

随着近年来系统生物学研究的深入,微生物的基因组、转录组、蛋白组及代谢组等不同层次的组学信息不断增加。我国具有丰富的微生物多样性,但目前对多样性的研究大多集中在物种多样性及生态多样性方面,对微生物菌株水平遗传多样性的研究还刚刚起步。以酿酒酵母和链霉菌为例,结合本课题组的成果,总结了近年来利用其基因组序列及转录组蛋白质等功能基因组信息,开发利用其遗传多样性的研究进展。在工业酿酒酵母中发现了多个独特的功能基因,包括絮凝基因及与环境胁迫耐性相关的调节蛋白基因,还发现了独特的启动子序列。此外,在海洋放线菌基因组中也发现了独特的调节基因。对微生物遗传多样性的挖掘利用,不仅有助于深入理解微生物不同菌株中独特的调节方式,也为微生物的代谢工程改造提供了大量新的可利用的遗传组件。     

分子生物学方法在微生物多样性研究中的应用

微生物多样性是生物多样性的重要组成部分。由于微生物和大生物（动、植物）相比,存在着多种显著差异,因此其多样性,保护及利用也有所不同,尤其是研究方法亟待完善,提高。近年来,分子生物学方法广泛用于微生物多样性的研究并取得了一系列研究成果。本文从四个方面加以介绍：１）微生物总ＤＮＡ制备及其遗传多样性检测方法;２）１６ＳｒＲＮＡ基因序列研究;３）核酸杂交分析技术;４）ＤＮＡ动力学的研究。今后的发展趋势是加     

农用化学品污染对土壤微生物群落DNA序列多样性影响研究

采用ＲＡＰＤ分子遗传标记技术研究了农用化学品不同使用环境下的４种土壤微生物群落ＤＮＡ序列多样性的变化。结果表明,４种土壤微生物群落ＤＮＡ序列在其丰富度、多样性指数、均匀度等方面均存在差异;农用化学品的使用会对土壤微生物群落在ＤＮＡ分子水平上的多样性产生影响;而冰同的农用化学品对土壤微生物群落ＤＮＡ序列多样性影响各不相同：化肥污染会引起某些土壤微生物的富集和一些微生物物种的丧失;农药杂会引起土壤微生     

杨属遗传多样性研究进展

 生物多样性的研究和保护是目前全世界普遍关注的问题,其中研究较多的是遗传多样性、物种多样性及生态系统多样性,遗传多样性作为生物多样性的重要组成部分,是生态系统多样性和物种多样性的基础方面。杨树是世界各国普遍种植的木本植物,研究其遗传多样性具有重要的理论和实践意义,国内外都开展了广泛研究。本文综述了杨属(Populus)植物的派、种及无性系等在表型、染色体、蛋白质及DNA水平的遗传多样性的研究进展。其表型多样性主要体现在不同水平上的种群大小、形态特征、物候期、材性以及对生物或非生物逆境的抗性等方面;在杨属植物中已发现有天然的三倍体及三倍体/非整倍体的杂交种存在;蛋白质的多态性主要集中于同工酶的研究,用于不同杨属植物的遗传差异,无性系或品种的特征、分化和遗传研究;DNA多态性是研究最多的,RFLP、RAPD、AFLP和SSR等分子标记已广泛用于杨属的遗传多样性研究中,根据不同的研究目的所选择的DNA（nDNA, cpDNA或mtDNA）也不同。并根据国内的研究现状,提出了几点建议。     

蚜虫种群遗传多样性的影响因素及分子基础

蚜虫是一个复杂的类群 ,不同种群之间常常表现遗传多样性 ,特别是同种蚜虫的不同种群 ,这种多样性与环境因素 (寄主植物、地理气候条件等 )的影响密切相关 ,而且蚜虫种群多样性无论在细胞学水平 ,还是分子生物学水平均表现明显的遗传分化。该文在分析了蚜虫种群遗传多样性影响因素的基础上 ,从蚜虫核型变化、核DNA和线粒体DNA遗传分化和多样性方面总结了导致蚜虫种群遗传多样性的内在分子基础 ,并讨论了研究蚜虫种群遗传多样性的重要意义和前景     

分子标记及其在核桃遗传多样性研究中的应用

核桃是我国重要的坚果和木本油料树种之一,具有重要的学术研究和经济价值。现代分子标记技术的迅速发展为核桃的种质鉴定、遗传育种、遗传多样性分析、亲缘鉴定等提供了崭新途径。本文主要介绍RFLP、RAPD、AFLP及SSR等几种分子标记技术的主要原理、特点以及在核桃遗传多样性方面的研究进展,分析了分子标记在核桃遗传多样性研究中的主要问题,并对其发展提出了展望。     

现代分子生物学技术在瘤胃微生态系统研究中的应用

瘤胃中栖息着大量的微生物,由于这些微生物组成复杂且有些细菌在体外无法培养,目前对这些微生物的了解仍然很少。现代分子生物学技术的发展为研究瘤胃微生物提供了有效的方法,利用核酸探针、基因序列分析、遗传指纹技术、全细胞杂交和实时定量PCR等技术可以对瘤胃微生物的分类及进化关系、区系结构图、重要酶的表达以及目的微生物的准确定量进行更为深入和透彻的研究。发展和利用这些技术不仅可以研究微生物之间的关系以及微生物与饲料颗粒之间时间与空间的关系,还能直接在细菌自然生长的环境中对其各种特征进行研究。     

The Earth's bounty: assessing and accessing soil microbial diversity.

The study of microbial diversity represents a major opportunity for advances in biology and biotechnology. Recent progress in molecular microbial ecology shows that the extent of microbial diversity in nature is far greater than previously thought. Here, we discuss methods to analyse microorganisms from natural environments without culturing them and new approaches for gaining access to the genetic and chemical resources of these microorganisms.     

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。     

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。     

分子生物学方法在环境微生物生态学中的应用研究进展

随着分子生物学方法的不断发展和改进,微生物在生态系统中的作用被更好的挖掘出来。目前快速发展的先进的分子生物学技术,已经开始应用于分析环境微生物的多样性、微生物的生物地理学及微生物对气候变化的响应等。一般环境微生物的研究目标主要有3个,即确定微生物的种类和多样性、微生物的功能或潜在作用及在特定时间点活跃的微生物等。然而,现有微生物的研究方法复杂多样,容易给研究者在方法的选择上带来困惑。将从微生物的多样性和功能研究两个方面介绍和分析相应的分子生物学方法,尤其是近年来快速发展的高通量测序、宏组学和单细胞水平研究方法(如纳米二次离子质谱与荧光原位杂交相结合的方法)等新技术及其应用情况,以期为研究者选择合适的研究方法进行环境微生物的研究提供依据。     

2015年中国微生物遗传学研究领域若干重要进展

中国微生物遗传学研究在2015年取得了重要进展。本文回顾了2015年度中国本土科研团队在微生物遗传学领域取得的若干重要科研进展,扼要介绍了若干重点论文,展示了中国科学家在本领域的学术贡献。在基础微生物遗传学领域,明确了调控基因表达的一系列重要生物大分子的组成、结构和功能,解析了微生物免疫系统识别外源核酸片段的分子基础,阐明了多个微生物来源重要活性物质的生物合成途径及新颖的酶学反应过程,发现了微生物基因表达调控的新机理,在微生物发育、进化与群体行为生物学方面也取得一定进展。在工业微生物遗传学方面,阐明了微生物制造及其分子基础。在病原微生物遗传学方面,研究了多个致病菌的遗传调控,明晰了致病菌-宿主相互作用的遗传机制,在基因组水平解析了微生物耐药、新发病原和环境微生物的遗传机理,为致病菌防控新措施的研发提供了基础。在微生物多样性与环境微生物遗传学方面,展示了利用微生物遗传多样性的特点通过催化获得特定手性的化合物具有较好应用前景,肠道微生物组学研究方兴未艾。     

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。     

Expanding the known diversity and environmental distribution of cultured and uncultured bacteria

Microorganisms represent the largest component of biodiversity in our biosphere. Traditional methods of bacterial identification depend on their culture on laboratory media and the comparison of their phenotypic characteristics. They include cellular morphology, motility, staining reactions of cell walls, ability to grow on different media and biochemical tests. These methods have many limitations and only a very small fraction of microorganisms have been cultivated. To date, molecular methods based on 16S rRNA sequences and their phylogenetic analysis are widely used for reliable identification, particularly for hard-to-culture microbial pathogens. These so-called < molecular methods > do not require laboratory culture of isolated organisms, and many novel non-described phyla have been detected, improving our view of bacterial diversity. Novel strategies for culturing the < uncultivated > are now under development, which are leading to the complete characterization of these new bacteria. More recently, meta- or ecogenomics, based on the complete sequencing of clones containing cosmids or bacterial artificial chromosomes with inserts, addresses the genetic potential of a sample irrespective of whether the microorganisms can be cultured or not. This has considerably extended our view of microbial diversity at the genomic level and the probability of finding new genes and their products suitable for the biotechnological and pharmaceutical industry.     

微生物分子生态学发展历史及研究现状

微生物群落多样性是微生物生态学和环境学研究的重点之一。分子生物学方法应用于微生物群落结构分析使得对环境样品中占大多数的不可培养微生物的研究成为了可能。由于功能上高度保守,序列上的不同位置具有不同的变异速率,核糖体RNA（rRNA）是目前在微生物分子生态学上最为有用以及应用最广泛的分子标记,通过rRNA序列比对,可以分析不同分类水平的系统发育关系。元基因组学研究方法通过对环境样品中的各种微生物群落的总的基因组进行分析,充分展示了环境微生物代谢途径,极大地扩展了对微生物的认识。快速发展的高通量测序极大地促进了各项微生物生态学技术的发展,带来了新的突破。     

分子微生物生态学及其研究进展

分子微生物生态学是分子生物学实验技术应用于微生物生态学研究领域而发展形成的一门交叉学科,在研究微生物生态系统组成结构、功能的分子机理以及微生物与生物和非生物环境之间相互关系等方面显示了巨大的潜力．十几年来分子微生物生态学研究所取得的成就证明：分子生物学研究技术向微生物生态学领域的不断渗透,为微生物生态学研究领域注入了新的活力,尤其在微生物多样性、微生物区系分子组成及变化规律以及微生物系统进化研究方面取得了重大突破．本文根据近年分子微生物生态学的研究进展,就分子微生物生态学概念的提出、发展历程、主要研究领域、主要研究方法以及未来研究热点领域作以简要综述。