基于PCR-DGGE和16S rDNA克隆技术研究土壤细菌多样性的实验技术

PCR-DGGE是测定土壤微生物多样性常用的技术手段之一,但是提供的微生物多样性信息不够完整,如果与16S rDNA克隆技术相结合,微生物多样性信息更加丰富。 PCR-DGGE和16S rDNA克隆实验技术复杂,许多新手没有成熟可靠的经验可借鉴。以土壤细菌多样性研究方法为例,分别从 DNA 提取与纯化、PCR扩增、DGGE、胶片染色技巧以及16S rDNA 克隆技术等环节进行技术体系构建,可供利用该技术的研究人员参考。     

基于宏基因组学16S rDNA测序对烟草根际土壤细菌群落组成分析

为了研究烟草根际土壤细菌多样性,了解其细菌群落的组成和结构,从而为健康植烟土壤生态系统的构建和保持提供理论依据和指导。以2014年四川凉山州健康烟株现蕾期根际土壤为研究样本,利用Illumina平台Miseq高通量测序技术对烟草根际土壤细菌16S rDNA进行高通量测序分析。结果表明:烟草根际土壤微生物多样性水平较高,不同样品间主要菌落分布结构相对稳定。在门分类水平上,共检测分类25个菌门,其中变形菌门占有明显优势(39.04%~53.71%),其次为拟杆菌门、酸杆菌门、疣微菌门;在属分类水平上,共检测分类576类菌属,鞘脂单胞菌属、Flavisolibacter、Ohtaekwangia为烟草根际土壤细菌明显优势菌属。大部分主要菌群之间存在明显正相关关系,对烟草根际土壤细菌影响较大的环境因子为土壤速效氮、含水量和pH。运用宏基因组学16S rDNA测序技术获取的烟草根际土壤细菌信息较为丰富,为健康植烟土壤机制研究提供新的理论参考。     

温泉土壤宏基因组文库构建及普鲁兰酶筛选

[目的]构建温泉土壤宏基因组文库并进行普鲁兰酶活性筛选,以期获得高活力、耐高温的新型普鲁兰酶基因.[方法]采用间接法提取温泉土壤样品中宏基因组DNA,经Sephadex G200（含2％ PVPP）凝胶柱和电洗脱两步纯化后,扩增16S rRNA序列,通过序列比对和系统发育进化树分析温泉土壤微生物的多样性;然后以pCC1FOS为载体构建温泉土壤宏基因组文库,并对所获得的宏基因组文库进行活性筛选.[结果]利用宏基因组技术提取温泉土壤样品中微生物的基因组DNA,构建了一个约含1 146个克隆的温泉土壤16S rRNA文库,经遗传进化分析,发现温泉土壤样品中的大部分微生物未被研究过,主要来源于厚壁菌门（Firmicutes）,其次为恐球菌—栖热菌门（Deinococcus-Thermus）和变形杆菌门（Proteobacteria）.用提取获得的宏基因组DNA成功构建了温泉土壤微生物宏基因组Fosmid文库,文库约含2.7万个克隆,平均插入片段长度为40.0 kb,文库外源DNA总容量为1.2×10^9bp;通过活性筛选共获得9个可表达普鲁兰酶活性的克隆.[结论]宏基因组文库技术是获取极端环境微生物新酶的有效手段,可为进一步挖掘普鲁兰酶的应用潜力及研究其耐热机理奠定基础.     

松嫩草地土壤细菌群落 16S rDNA V3 片段 PCR 产物的 DGGE 分析

从松嫩草地9种植物群落覆盖下的土壤中抽提细菌总DNA,直接扩增16SrDNAV3可变区,应用变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析16SrDNAV3可变区的多态性,发现不同种类植物群落地下土壤细菌的种类以及生物量都有所不同,并且地上植被的盖度影响了地下土壤微生物的物种多样性。     

基于免培养技术的食用菌病害微生物rDNA测序及初步分析

采用CTAB结合DNA凝胶回收试剂盒法提取四种主要食用菌病害组织样品的宏基因组DNA,用16S rDNA和18S rDNA通用引物分别对样品的基因组DNA进行PCR扩增、连接、转化并进行单克隆测序。每对引物随机挑取20个阳性克隆的rDNA序列进行比对,并对病害微生物的亲缘关系进行了初步分析,结果表明四种病害样品中两种为细菌性病害,两种为真菌性病害。     

新疆南疆羊蜱蝇基于12S rDNA,16S rDNA和18S rDNA基因的分子生物学鉴定

旨在建立羊蜱蝇的分子生物学鉴定方法,从新疆南疆库车县的绵羊体表采集样品,形态学鉴定初步确定为羊蜱蝇,随后进行羊蜱蝇12SrDNA、16SrDNA和18SrDNA基因的扩增和测序,将所得序列进行Blast在线分析和MEGA 5.0分析。结果表明,12SrDNA序列与云南2016年提交的相似性为100%,16S rDNA序列与丹麦2007年、捷克2017年和新疆2017年提交的相似性均为99%,18SrDNA序列与新疆2016年提交的相似性为99%。羊蜱蝇16SrDNA和18SrDNA序列均能与GenBank数据库中已知羊蜱蝇基因序列聚类,且羊蜱蝇种内K2P遗传距离为0～2.3%,通过12SrDNA、16SrDNA和18SrDNA基因的扩增和测序可准确鉴定羊蜱蝇。     

基于16S rDNA基因文库的黄河三角洲盐生植被土壤细菌群落多样性研究

[目的]研究黄河三角洲光板地及2种盐生植被(獐茅和罗布麻)下土壤细菌群落结构多样性,探究其与植被演替的关系.[方法]采用细菌16S rDNA基因文库方法,各文库挑选200个阳性克隆子进行测定.[结果]光板地、獐茅和罗布麻3个文库中分别得到121、150、155条有效序列.獐茅土壤细菌的Shannon指数和ACE指数最高.土壤中检测到变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacte-roidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)等共8门.变形菌门在光板地、獐茅土壤和罗布麻土壤中的相对丰度分别为37.45％、51.09％、37.11％,拟杆菌门分别为33.02％、3.03％、4.47％,其他细菌相对丰度均较低.[结论]3种覆被类型下土壤细菌在种群组成与分布上差异明显,变形菌为优势菌群.当盐生植被处于不同演替阶段时,土壤细菌群落结构差别较大.     

基于宏基因组学的茅台酒酒曲细菌的多样性分析

为了解茅台酒酒曲微生物的菌群组成结构,为其制曲工艺的稳定及质量评估提供理论依据,利用宏基因组学方法分别提取2011—2013年的茅台酒酒曲微生物总基因组 DNA,经 PCR 扩增16S rDNA V4区构建文库并测序,进行茅台酒酒曲细菌群落多样性的研究。结果表明：茅台酒酒曲微生物群落构成较稳定,主要分布于γ-变形菌纲（50％以上）和芽孢杆菌纲（30％以上）,分属于魏斯氏菌属、片球菌属、明串球菌属、糖多孢菌属、欧文氏菌属、真丝菌属、短状杆菌属、鞘氨醇杆菌属、醋酸杆菌属、糖单孢菌属、盐单胞菌属和德库菌属;各年茅台酒酒曲细菌群落结构差异不大。     

几种土壤微生物总DNA提取方法的比较

采用Bourrain法、Beadbeating法和Martin-Laurent法提取土壤微生物总DNA,并以细菌16SrD-NA通用引物进行PCR扩增。结果表明,3种方法提取的DNA大小都在23.1kb以上。Bourrain法提取到的土壤微生物总DNA量最多,但是蛋白质和腐植酸含量等杂质含量也最高;而Martin-Laurent法提取的DNA量小于Bourrain法,并且含有较多的杂质;Beadbeating法提取的土壤微生物总DNA量较Bourrain法少,腐植酸及蛋白质等杂质含量最少。     

斑马鱼肠道细菌的16S rDNA分子鉴定及PCR-SSCP分析

为了解斑马鱼Danio rerio肠道细菌多样性,采用细菌分离纯化、16S r DNA基因分子鉴定技术,对斑马鱼肠道细菌进行PCR-SSCP分析。结果表明:从斑马鱼肠道分离纯化出12株细菌,分别命名为Zf1、Zf2、Zf3、Zf4、Zf5、Zf6、Zf7、Zf8、Zf9、Zf10、Zf11和Zf12,其中对7株分离菌构建p MD18-T/16S r DNA的阳性克隆测序显示,Zf1、Zf11菌株与Aeromonas veronii的16S rDNA序列一致性为99%,Zf4、Zf8菌株与Sphingomonas sp.的一致性为99%,Zf5菌株与Bacillus subtilis的一致性为99%,Zf7菌株与Aeromonas sp.M10的一致性为99%,Zf10菌株与uncultured bacterium clone GI3-M-5-G01的一致性为92%;16S r DNA分子鉴定表明,Zf1、Zf7和Zf11属于气单胞菌属Aeromonas,Zf4、Zf8属于鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas,Zf5属于芽孢杆菌属Bacillus,Zf10为一种新菌株;采用PCR-SSCP技术对12株细菌16S r DNA基因V3区进行多态性分析,结果显示,斑马鱼肠道细菌16S r DNA基因V3区存在多态性,其中Zf1与Zf11菌株带型一致,Zf4与Zf8菌株带型一致。本研究结果可为揭示鱼类肠道菌群结构对其生命活动的影响提供科学参考。     

用16S rDNA序列分析方法鉴定4个拮抗细菌

用1对16SrDNA通用引物，对4个拮抗细菌96-38、96-41、96-79和9682的基因组DNA进行扩增，PCR产物经克隆、测序、同源性分析表明，这4个菌株的16SrDNA全长均为1513bp，同源性达99．79％，仅在13个碱基位点存在差异。Blast分析发现，这些菌株与Genbank收录的芽孢杆菌属5个菌株16SrDNA序列的同源性为99．1％～99．9％，由此推断这4个拮抗细菌为芽孢杆菌属细菌。     

Application of 16S rDNA Sequence Analysis Technique in Microbial Detection

16srDNA既具有保守性区域。又具有高变性区域,是生物的种属鉴定和系统进化关系的重要分子基础。以16srDNA为目的物的现代分子生物学技术能精确地揭示微生物种类和遗传的多样性,从而16srDNA序列分析成了微生物分类鉴定主要依据。该方法克服了传统微生物培养方法的限制,操作方便、检测快速准确且灵敏度高,已被广泛应用到菌种鉴定、群落对比分析、群落中系统发育及种群多样性的评估等领域,是一种客观和可信度较高的分类方法。     

广东茄科雷尔氏菌16S rDNA序列分析

应用PCR方法,获得了分离自广东番茄、茄子、辣椒、烟草、空心菜、沙姜、姜、马铃薯、花生、菊花、桑树和藿香共12种作物21个茄科雷尔氏菌菌株的16S rDNA.序列测定及比较结果表明,21个广东茄科雷尔氏菌菌株16S rDNA近全长序列均为1 528 bp,序列间同源率99.2%～100%;各菌株的16S rDNA序列间只有1～12个不等的碱基差异,其中20个菌株的458～460位及474位的碱基是ACT和T,而菌株HZ-1则是TTC和A,说明广东茄科雷尔氏菌的16S rDNA序列十分保守.系统进化分析结果显示,仅菌株HZ-1聚类于茄科雷尔氏菌2a亚组中,其余20个菌株均聚类于茄科雷尔氏菌区组1中.     

24株剑麻根际联合固氮菌的16S rDNA序列分析

对海南、广西和广东剑麻主产区种植基地的剑麻根际联合固氮菌进行了分离、纯化及固氮活性测定,获得了24株具有固氮活性的菌株,其固氮酶活性为5.8742～1765.6590 nmol/(mL.h)。16S rDNA序列分析结果表明:参试菌株的16S rDNA扩增区约为1500 bp,无太大的长度变异,其系统发育树表明这24株菌株分别属于6个不同的属。     

北京地区枣疯病植原体16SrDNA基因序列分析

利用植原体16S rDNA基因保守序列通用引物R16F2n/R16R2对北京昌平区西峰山村小枣患病植株总DNA进行PCR扩增,结果得到约1.2 kb的特异性DNA片段.对克隆扩增获得DNA片段测序,结果表明,北京昌平地区枣疯病植原体16S rDNA基因片段长1248 bp,与韩国枣疯病植原体同源性最高,为99.51%.序列同源性比较的结果表明克隆到的植原体归属于榆树黄化组16SrV-C亚组.     

柑橘黄龙病病原菌的鉴定及16S rDNA序列分析

采用Nested-PCR技术检测顺昌果园红心柚树中柑橘黄龙病病原的携带情况,通过黄龙病病原菌16S rDNA测序和构建系统发育树比较不同类型柑橘黄龙病原菌之间的进化关系,采用特异引物扩增16S rDNA片段鉴别不同黄龙病病原菌,结合限制性内切酶酶切确定该红心柚园黄龙病病原的类型,并分析不同类型柑橘黄龙病病原16S rDNA序列差异性.结果表明:所取的12株红心柚树叶片样品中有7株树的叶片中检测出黄龙病病原,黄龙病病原的阳性检出率为58.33％,其中4个为显性性状,3个为隐性性状.柑橘黄龙病病原菌16SrDNA进化分析及限制性内切酶XbaI酶切结果表明,顺昌柑橘黄龙病病原菌属于亚洲型.不同类型柑橘黄龙病病原菌16S rDNA的序列差异性分析表明,亚洲种与非洲种的差异性为2.75％,非洲种与美洲种的差异性为3.90％,亚洲种与美洲种的差异性为3.44％.     

一株土壤琼胶降解菌QM64的16S rDNA序列分析

从背阴处堆肥表层25cm下的土样中分离得到一株较高活性的琼胶降解茵QM64,采用细菌的16S rDNA通用引物,通过PCR的方法扩增到一条约1.0 kb的16S rDNA片段,与GenBank上已提交的16S rDNA进行比对(BLAST),表明该细菌与Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145T(X06684)的相似性最高,为97%,故鉴定为假单胞茵属.将该细菌的16S rDNA序列提交GenBank,收录号为FJ907533,并与同源细菌进行比对,得到其系统发育树,为今后的工作打下了良好基础.     

16SrDNA对四种常见细菌中的鉴定与应用

本实验利用16SrDNA序列分析技术,对来自犊牛腹泻粪便中的四株菌（A菌,B菌,C菌,D菌）进行菌种鉴定。使用16SrDNA通用引物,通过PCR扩增分别得到1500bp,与GenBank中序列进行比对。结果表明：A菌与肠杆菌属、B菌与短小芽孢杆菌、C菌与大肠杆菌、D菌与变形杆菌的同源性最高,相似率均达到了99％,初步确定A菌为肠杆菌属、B菌为短小芽孢杆菌、C菌为大肠杆菌、D菌为变形杆菌。本试验的目的是为16SrDNA在临床细菌的鉴定提供客观理论依据。     

一株高产脂肪酶产生菌16S rDNA的序列分析

[目的]对分离获得的高产脂肪酶菌株进行鉴定,为其改造和更好利用奠定基础.[方法]对从食堂下水道中分离获得的一株高效产脂肪酶细菌(JLΠ-4)进行培养,提取其基因组DNA.设计16S rDNA通用引物,扩增16S rDNA基因片段,并连接到pUC19-T载体上,转化大肠杆菌DH5X,经PCR鉴定的阳性克隆摇菌培养后测序.[结果]提取获得较高质量的基因组DNA,扩增获得新分离菌株16S rDNA基因片段,长度为1528 bp,BLAST相似性比对分析结果表明,其与伯克霍尔德氏菌16S rDNA序列相似性达97%,是一株与伯克霍尔德氏菌最近的革兰氏阴性菌.[结论]初步将高产脂肪酶细菌JTΠ-4鉴定为唐菖蒲伯克霍尔德菌.     

新疆泥火山中度嗜盐菌WS1的16S rDNA分析

[目的]了解在新疆泥火山群这一特殊生境条件下一株中度嗜盐菌种属关系。[方法]从新疆泥火山分离得到中度嗜盐菌WS1,测定其生理生化指标,并采用真细菌16SrDNA通用引物PCR扩增WS1菌株的16SrDNA,将得到的片段在NCBI Genbank数据库中通过Blast软件对其进行同源性检索,使用PHYLIP3.65软件构建系统发育树。[结果]该菌能够在浓度0～15%NaCl的条件下生长;PCR扩增得到的片段长度为1 423 bp;同源性比对表明,该菌株与多种涅斯捷连科氏菌的16S rDNA序列同源性高达99%;系统发育树显示WS1菌株与涅斯捷连科氏菌的亲缘关系最近。[结论]结合生理生化指标,初步确定WS1菌株可能是耐盐涅斯捷连科氏菌属的一个亚种。