分子生物学技术在热泉地质微生物学研究中的应用

陆地热泉是一类典型的极端生命-环境互作的地质系统,是我们认识生命与环境协同演化的天然实验室。然而,受限于有限的研究手段,热泉中仍存在大量未解密的微生物"暗物质"。这种困境随着技术的革新得到了改善,尤其是近几年来基于组学、探针和同位素标记的多元化检测手段在嗜热微生物多样性的挖掘、新物种和新代谢途径的发现以及嗜热微生物对元素地球化学循环的调控和响应等方面取得了一系列令人瞩目的研究成果,使得热泉极端微生物和地质环境内在联系的研究也成为地质微生物学研究的热点。立足于前人研究成果,本文将简述常用于热泉地质微生物学研究的分子生物学手段的发展,重点总结其在挖掘热泉微生物多样性和热泉微生物的环境功能研究中的应用及进展,最后对未来研究方向提出展望。     

模拟穿透雨减少对锐齿栎(Quercus aliena var. acuteserrata)树干液流密度的影响

降水格局变化是全球气候变化的重要特征之一,未来气候变化下,较为频繁和严峻的干旱将威胁地球中纬度部分地区的森林,但森林植被如何响应季节性干旱胁迫及其机制尚不清楚。北亚热带-暖温带过渡区分布着以锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)为优势树种的落叶阔叶林,研究其水分蒸腾代谢过程对干旱的响应是评估气候变化对过渡区天然落叶阔叶林生态系统水碳影响的关键科学问题。在典型的锐齿栎天然林中通过开展模拟穿透雨减少大型野外实验,采用Granier热扩散式探针技术监测锐齿栎树干液流密度的动态变化,研究了不同径级锐齿栎树干液流密度对模拟干旱的响应规律。结果表明:(1)穿透雨减少对树干液流密度的影响呈现季节变异。在7月份,林内穿透雨减少显著降低了锐齿栎的树干液流密度,但生长季后期的10月份林内穿透雨减少反而使锐齿栎树干液流密度显著升高。(2)不同径级的锐齿栎树干液流密度在生长季内对干旱有不同的响应,特别是小径级的树干液流密度与其他径级有较多的不同。小径级的锐齿栎树干液流密度在5、7月份表现为减雨样地显著小于对照样地,在9、10月份则表现为减雨样地显著大于对照样地。中径级的锐齿栎树干液流密度在5、10月份表现为减雨样地显著大于对照样地,在7月份则表现为减雨样地极显著小于对照样地。大径级的锐齿栎树干液流密度在6、7月份表现为减雨样地显著小于对照样地,在10月份则表现为减雨样地显著大于对照样地。     

一种简便有效的菌落原位杂交法

本方法采用国产定量滤纸代替硝酸纤维素膜进行菌落杂交筛选。省去了真空烤膜和预杂交操作。末端标记的寡核苷酸探针杂交所得结果具有较好的特异性和较强的放射活性。     

实时荧光定量PCR及其在微生物生态学中的应用

定量描述微生物群落的组成,在微生物生态学的许多研究领域都是非常重要的。然而由于可培养技术的局限性,定量描述微生物群落成为比较困难的事情。最近包括PCR技术在内的分子生物学技术为人们提供了有力的工具,使对微生物群落的分布、丰度等有了进一步的了解。实时荧光定量PCR技术作为核酸定量检测技术,自从发明以来在微生物生态学研究中逐渐得到了广泛的应用。从微生物生态学角度,综述了实时荧光定量PCR技术的原理、发展、优缺点及其在微生物生态学研究中的应用与研究进展,并探讨了实时荧光定量PCR技术的发展和应用前景。     

HBV—C基因探针的制备及应用

应用ＰＣＲ技术扩增出ＨＢＶ ＤＮＡ Ｃ基因片段并与ｐＡＴ１５３质粒重组,转化到Ｅ．ｃｏｌｉ ＲＲＩ中,经体内扩增,提纯,用光生物系标记,制备了Ｃ基因的重组质粒探针。该探检测灵敏度在Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹中达１ｐｇ,在点印迹中为５ｐｇ。用此探针以Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹方式配合ＰＣＲ技术检测乙肝病人血清中的ＨＢＶ ＤＮＡ,在５３例ＰＣＲ产物电泳检测阴性的样品中,Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交又检出１８例阳性。     

一种基于lacZ基因和pUC复制子的原核启动子报告系统的构建及评价

为构建一种具有广泛适用性的原核启动子报告系统,以质粒pFLX107为骨架,通过多克隆位点替换和序列改造,构建出基于lacZ基因和pUC复制子的pFGH系列报告载体,然后以lacZ基因缺失株MC4100为宿主菌筛选背景活性最低的质粒作为最终的报告系统,并利用诱导型启动子araBAD和组成型启动子rpsM分别对其进行测试。结果显示,在所构建的pFGH系列质粒中,pFGH06的背景活性显著低于同系列其他质粒,在28 ℃培养条件下甚至显著低于低拷贝参考质粒pRCL的活性 (P<0.01)。进一步的评估测试显示,质粒pFGH06可用于诱导型启动子或组成型启动子的克隆及活性测定,且在模拟应用于启动子筛选时,通过蓝白斑筛选即可实现对目标启动子的完全识别。与已报道的原核启动子报告系统相比,pFGH06具有体积小、克隆位点多、背景活性可调、对启动子筛选识别效率高等优点,具有广泛的应用前景。     

实时检测限制性内切酶活性的发夹型荧光探针

基于分子信标的原理 ,设计了一种发夹型荧光探针作为限制性内切酶作用的专一底物 ,来研究限制性内切酶的剪切作用。检测BglII和NcoI表明 ,这种探针不仅可以灵敏、实时地指示内切酶的活性 ,采用不同荧光标记的探针还可以同时特异地显示双酶切反应中两个酶各自的活性。并且以Rotor Gene 2 0 0 0实时荧光PCR仪作仪器检测 ,实现了高通量的操作。利用其特有的作变温曲线的功能 ,能很好的区分限制性内切酶与发夹型荧光探针的特异剪切与非特异的结合     

原位PCR和原位杂交检测蛋鸡J亚群禽白血病病毒

根据ALV_J原型株HPRS10 3株gp85基因的内部序列 ,和pol基因的 3′端设计一对引物H5 H7。从发生ML病死蛋用型鸡的肿瘤、骨髓、肝脏、脾脏和输卵管组织中提取总RNA ,反转录为cDNA ,经PCR扩增得到长度为 5 4 5bp的ALV_JcDNA特异性探针。探针定位于 5 2 5 8～ 5 80 2bp。将病鸡的组织石蜡切片置HybaidExpress原位PCR仪平台上 ,以H5 H7为引物进行原位PCR扩增。应用地高辛标记的cDNA探针对原位PCR扩增后切片进行了原位杂交检测。结果在待检组织肿瘤组织、十二指肠、骨髓中出现明显的阳性信号。睾丸、肺、胰腺、大脑、输卵管、肾脏均检出散在的阳性信号。这是国内外首次从分子水平证明蛋鸡J亚群禽白血病。     

健康儿童与发育不佳儿童肠道菌群结构的比较研究

目的对健康儿童与发育不佳(FTT)儿童肠道中微生物区系的ERIC-PCR指纹图谱异同进行研究。方法根据美国疾病预防控制中心(CDC)对儿童生长发育的评价指标对某幼儿园200例4～6岁儿童进行评价,筛选出16例健康儿童和13例FTT儿童,每周1次连续3周跟踪取样,提取粪便样品中细菌总DNA,获得其ERIC-PCR指纹图谱,再将其中一个样品的ERIC-PCR产物作为混合探针通过杂交对指纹图谱上DNA条带序列的异同进一步比较。结果同一个体的肠道菌群结构在取样期间稳定性较好;虽然健康儿童间的肠道菌群结构也有一定差异,但它们却有着共同的结构特征;而健康儿童与FTT儿童的肠道菌群结构差异较大。结论儿童发育状况与肠道菌群结构有一定的关系。     

荧光原位杂交探针应用于平衡易位t（1，6）（q42；p23）胚胎植入前诊断的研究

背景：染色体相互易位在人群中比较常见,下一代常常产生相同或不同的易位,易导致容易流产,而植入前诊断方法之一的CGH难以检测到相互易位,因此原位杂交（FISH）依然是解决诊断相互易位的有力手段。目的：通过设计个体化的FISH探针,制备探针,并在卵裂球单细胞水平进一步验证探针的准确性,为筛选正常核型的囊胚进行植入奠定技术基础,为个体化的FISH探针植入前诊断提供应用研究基础。方法：通过设计1 q和6p平衡易位探针,进行探针标记,再采用患者和正常人核型验证探针质量,通过荧光原位杂交技术进一步检测正常人受精后的卵裂球中1q 和6p平衡易位对易位染色体状态。结果：3个卵接球裂均呈现单个完整细胞核,荧光原位杂交中各细胞核均有清晰明亮的杂交信号。信号数分别为2。均为正常胚胎,可以考虑进一步对该易位患者进行卵裂球进行诊断,上述研究对个体化的易位探针的应用研究提供了研究基础。