分子生物学技术在产甲烷古菌研究中的应用

鉴于产甲烷古菌在环境和能源两大方面的特殊作用,对它的研究一直是微生物学研究的焦点之一。现代分子生物学技术的发展与应用,进一步推动了对产甲烷古菌的研究。本文将综述产甲烷古菌基因克隆研究进展以及几项有代表性的分子生物学技术在产甲烷古菌研究中的应用。     

PCR-DGGE/TGGE技术在食品微生物分子生态研究中的应用

综述了PCR-DGGE/TGGE技术原理及其在食品及相关生态环境研究中的应用现状与前景。     

DGGE/TGGE技术在微生物生态学中的应用

变性梯度凝胶电泳(deaturing grad ien t ge l e lectrophores is,DGGE)和温度梯度凝胶电泳(tem perature grad ien t ge le lectrophores is,TGGE)可以直接分离PCR扩增片段,作为一种分子指纹技术而逐渐被人们应用于微生态研究中。通过DGGE/TGGE对微生物组成的遗传特性进行表征,不但省去了菌种分离耗时耗力的工作量,更可鉴定出根据传统方法无法分离出来的菌种。作者重点描述了DGGE/TGGE的基本原理以及在胃肠道微生态研究中的应用。     

应用PCR-RFLP及PCR-TGGE技术监测农田土壤微生物短期动态变化

在一块农田里于一个月内连续采集5次土样，提取土样微生物总DNA，应用PCR-RFLP及PCR-TGGE技术监测土壤微生物的动态变化。结果表明，细菌16S rDNA和真菌18S rDNA的PCR-RFLP图谱在5个采样时间点上基本一致；细菌的PCR-TGGE图谱平均有40条带，其相似性在90％以上，真菌的平均有20条带，其相似性在70％以上。说明这块农田土壤细菌区系短期内变化不大，而真菌区系存在较小幅度的动态变化，并且细菌多样性远远高于真菌多样性。比较两种分子生物学方法的结果表明，PCR-TGGE技术比PCR-RFLP技术更能精确地反映土壤微生物的动态变化，并且能同时快速地对多个样品进行有效区分。     

土壤微生物分子生态学研究中总DNA的提取

建立了一种土壤DNA提取方法。根据DNA产量和纯度2个评价指标,从3种手提土壤DNA方法中优选出方法B为手提DNA方法（Lab method）,它包括样品预处理,细胞裂解,粗DNA纯化,其中细胞裂解组合了玻璃珠击打．SDS裂解,溶菌酶裂解。进一步应用PCR-限制性片段长度多性（Restriction fragmentlength polymorphism,RFLP）技术及PCR-温度梯度凝胶电泳（Temperaturegradientgelelectrophoresis,TGGE）技术．结合DNA产量、纯度、片段大小以及所反映的微生物群落结构特性等指标评价了手提方法（Labmethod）得到的总DNA质量,并将这些结果与2种应用较广的商业试剂盒（Mo Bio UhraClean Soil DNA Kit和Bio 101 FastDNA SPIN Kit（For Soil1）所得DNA的各种指标进行了比较。结果表明,手提方法（Labmethod）的粗DNA产量低于Bio 101 Kit的,但高于Mo Bio Kit的。这些方法所得DNA的长度都在21kb左右,Labmethod提取的DNA没有严重被剪切现象,而2种试剂盒提取的DNA都有不同程度的剪切。手提方法得到的DNA经纯化后,应用细菌及真菌特异引物进行PCR扩增,均能获得目的片段,表明该方法能从土壤中同时有效提取细菌和真菌总基因组DNA。并且,手提方法所得DNA的细菌16SrDNA和真菌18SrDNA的PCR-RFLP图谱与两种商业试剂盒的图谱基本相似,但3种方法提取的DNA在细菌16S rDNAV3区和真菌28SrDNA片段的PCR-TGGE图谱上都存在一定差异．主要表现在一些弱势条带的有无或强弱上。这说明手提方法提取的总DNA与2种商业试剂盒一样,在一定程度上能反映微生物群落的多样性和组成。总之,手提DNA方法（Lab method）所用试剂普通,价格便宜,能在4h以内获得够质够量的土壤DNA用于微生物分子生态学研究,较适合于广大普通实验室进行土壤DNA提取工作。     

土壤微生物多样性研究的DGGE/TGGE技术进展

分子生物学技术比传统的培养方法可得到土壤微生物种群多样性更全面的信息。变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)和温度梯度凝胶电泳(Temperature gradient gel electrophoresis,TGGE)可分离PCR扩增的DNA片段,已成为研究土壤微生物群落多样性的重要手段。本文综述了DGGE/TGGE技术在土壤微生物多样性研究中的应用进展,分析了该方法的主要影响因素及其优点和存在的问题。     

分子生物学技术在肠道微生态研究中的应用

肠道菌群对动物的营养、生理、免疫等方面起重要作用,其组成、结构、稳定性及与生理功能的关系已成为探讨食物如何通过肠道微生物影响人体健康的关键.文章旨在总结与分析现代分子生物学技术如RFLP、SSCP、PCR-DGGE/TGGE 、ERIC-PCR、核酸分子杂交和基因芯片技术在肠道微生态研究中的优缺点,为深入研究肠道微生态提供了快速、准确、可行的方法.     

现代分子生物学技术在抗生素污水处理应用中的研究进展

为进一步优化抗生素污水中微生物的检测,介绍了实时荧光定量PCR技术、DGGE/TGGE技术、16S rRNA基因序列比较、T-RFLP技术、高通量测序技术在抗生素污水处理中的应用。分析了这些技术在研究抗生素污水处理发展中的优点及不足,并讨论了一些技术未来的发展前景。     

土壤微生物多样性研究的DGGE/TGGE技术

分子生物学技术比传统的培养方法可得到土壤微生物种群多样性更全面的信息。变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis, DGGE)和温度梯度凝胶电泳(Temperature gradient gel electrophoresis, TGGE)可分离PCR扩增的DNA片段,已成为研究土壤微生物群落多样性的重要手段。本文综述了DGGE/TGGE技术在土壤微生物多样性研究中的应用进展,分析了该方法的主要影响因素及其优点和存在的问题。     

Microbial communities, biomass, and activities in soils as affected by freeze thaw cycles

Two Finnish agricultural soils (peat soil and loamy sand) were exposed to four freeze-thaw cycles (FTC), with a temperature change from −17.3±0.4 °C to +4.1±0.4 °C. Control cores from both soils were kept at constant temperature (+6.6±2.0 °C) without FTCs. Soil N₂O and CO₂ emissions were monitored during soil thawing, and the effects of FTCs on soil microbes were studied. N₂O emissions were extremely low in peat soil, possibly due to low soil water content. Loamy sand had high N₂O emission, with the highest emission after the second FTC. Soil freeze-thaw increased anaerobic respiration in both soil types during the first 3-4 FTCs, and this increase was higher in the peat soil. The microbial community structure and biomass analysed with lipid biomarkers (phospholipid fatty acids, 3- and 2- hydroxy fatty acids) were not affected by freezing-thawing cycles, nor was soil microbial biomass carbon (MIB-C). Molecular analysis of the microbial community structure with temperature gradient gel electrophoresis (TGGE) also showed no changes due the FTCs. These results show that freezing and thawing of boreal soils does not have a strong effect on microbial biomass or community structure.