活性污泥总DNA不同提取方法的比较

为了快速、简便和经济地获得活性污泥的总DNA,以用于分子生物学研究,采用5种不同的DNA提取方法提取活性污泥的总DNA,并通过提取的核酸总量、纯度、是否含有聚合酶链反应抑制剂等指标综合分析不同的提取方法对活性污泥总DNA提取效果的影响.结果表明:蛋白酶K-SDS-酚氯仿法和柱提取DNA试剂盒法提取活性污泥总DNA效果最好,提取DNA总量多,纯度高,可不经纯化直接进行PCR扩增反应。     

湖流域土壤微生物基因组总DNA分离纯化及其质粒文库的初步构建

采用研磨／冻融和SDV蛋白酶K热处理以及CTAB处理等理化方法，直接从太湖流域土壤样品中抽提得到微生物总基因组DNA，所得粗DNA用透析袋法以及Nucleaotrap suspension DNA纯化试剂盒进行了纯化，纯化过的DNA能够满是常用限制性内切酶酶切、细菌16S rDNA通用引物和随机引物进行PCR扩增的要求，将所得纯品DNA经过EcoRI部分酶切之后与酶切并脱磷酸的pSK^ 空载体连接，再以大肠杆菌JM109为宿主细胞初步构建了土壤微生物基因组文库，图6参7     

西藏米拉山高寒草甸土壤微生物DNA提取及宏基因组Fosmid文库构建

青藏高原土壤中富含特殊的微生物资源,因大多数未能得到培养而无法利用.提取微生物总DNA及构建宏基因组文库的方法是研究未培养微生物的重要方法(免培养法).两藏米拉山高寒草甸土壤中腐植酸、有机质含量非常高,DNA提取非常困难,本研究表明卣接法提取该样品的DNA片段小,杂质含量高,不能满足构建大插入片段文库的要求;结合低速离心和Nycodenz密度梯度离心先分离出微生物细胞的间接法虽然DNA产率降低,但是纯度高,片段长,多样性丰富,更适合于构建大插入片段文库.在间接法提取高质量西藏高寒草甸土壤微生物DNA的基础上,成功构建了一个包含30 624个克隆、库容量超过1 Gb、稳定性好的宏基因组Fosmid文库,为从西藏高原土壤中挖掘和利用新的功能基因研究奠定了基础.图7表3参27     

真菌核酸的一种快速提取方法

在总结多种真菌DNA和RNA提取方法的基础上，发展了一种提取真菌核酸新方法，与其它方法相比，该方法具有快速、操作简便等特点，而且提取DNA和RNA步骤基本一致，用该方法提取的DNA完整、纯度高，可用于PR、限制性内切酶酶切和Southern杂交等分子生物学操作；提取RNA产量高，RNA无降解，纯度高，适用Northern和cDNA合成等分子生物学操作。     

基于序列筛选发掘宏基因组文库中的新颖卤化酶基因

绝大部分微生物的不可培养性使微生物的开发利用受到了限制,而宏基因组学策略为研究土壤中的不可培养微生物提供了途径.天然卤化物具有抗菌活性和抗肿瘤活性等生物活性,卤化酶在催化化合物的卤化过程中,对化合物活性产生重要影响,而以卤化酶基因为探针,可以发现与之偶联的天然生物合成基因簇,为卤化物的发现提供基础.利用卤化酶基因序列的保守区域设计简并引物,筛选土壤宏基因组文库获得卤化酶阳性克隆,并对获得的卤化酶基因间的进化及其与天然产物合成的关系进行分析.结果显示:通过同源序列筛选获得了65个卤化酶阳性克隆,序列同源分析表明约85%的阳性克隆中的卤化酶基因序列与已知卤化酶的相似性低,所获卤化酶基因具有较好的新颖性和多样性.而对所获克隆中生物合成相关基因的分析表明其中一个克隆中同时存在聚酮合酶基因与卤化酶基因,其可能与卤代I型聚酮合成相关.本研究基于序列筛选的方法,从宏基因组文库中发现了新的卤化酶基因和聚酮合酶基因,为进一步发现新颖的天然卤化物生物合成基因簇及天然卤化物奠定了基础.     

宿根甘蔗根际土壤细菌多样性分析中培养法与非培养法比较研究

采用培养法和非培养法提取甘蔗根际土壤微生物的总DNA,基于通用引物PCR扩增构建两种方法的细菌16SrDNA文库,并进行核糖体DNA扩增片段限制性内切酶分析(ARDRA),通过部分克隆序列测定构建细菌克隆文库的系统发育树,进而对基于传统的细菌平板培养法和直接提取总细菌DNA的非培养法进行比较分析.结果显示,非培养法文库的香侬–威纳指数、辛普森指数、丰富度分别为4.94、0.998、28.91,均高于培养法文库中相应的多样性参数(分别为4.27、0.996、16.79),均一度数值都>0.95.结合统计学数据和序列测定信息,反映出甘蔗根际土壤存在着丰富的细菌多样性,但平板培养法所展现的多样性低于直接提取法,表明前者存在着很大的局限性,而非培养法文库中主要是未培养微生物的16S rDNA序列,这从一个侧面反映了土壤样品中未培养微生物占很大比例.因此,在土壤微生物群落研究中,必须结合新的分子生态学技术手段,如采用直接提取总DNA的方法进行研究,才能比较全面地认识土壤微生物多样性.图3表3参18     

蔗糖富集环境土壤微生物宏基因组分析及蔗糖水解相关酶基因克隆

蔗糖水解酶是蔗糖转化生成生物质能源的关键酶,且还具有重要的转糖苷功能.针对蔗糖富集的土壤环境,利用未培养的宏基因组技术对蔗糖水解相关的酶基因进行克隆.首先使用微生态分子技术对蔗糖富集的土壤样品进行分析,在可信区间为95%的情况下,样品覆盖率为20%(C指数为0.2),Species richness指数为235.0,Shannon index为5.2889,说明这个蔗糖富集样品中的微生物来源具有广泛性.然后使用宏基因组技术构建这个土壤样品中微生物的DNA文库,成功构建一个包含约100000个克隆的大片段DNA Fosmid文库.对文库中的Fosmid质粒进行随机测序,发现质粒的外源DNA与已报道的DNA都没有同源性,文库所克隆的DNA都来源于仍没有被研究的微生物.使用蔗糖作为唯一碳源对文库进行筛选,获得了能水解蔗糖的克隆.在蔗糖水解能力最强的两个克隆中所包含的蔗糖水解酶与GenBank数据库中已知蔗糖酶的相似性分别为38%和68%.     

深海沉积物宏基因组文库中产蛋白酶克隆的筛选及性质分析

提取东太平洋深海沉积物宏基因组DNA,构建了未培养微生物宏基因组文库.该文库平均插入片段30 kb以上,含有7 000个克隆,含外源DNA总长度约为210 Mb.从文库中筛选到18个产胞外蛋白酶的克隆,16S rRNA分析表明,它们分别来源于假单胞菌(Pseudomonas)、寡养单胞菌(Stenotrophomonas)和弧菌(Vibrio)3个菌属.根据活性大小及来源菌株的16S rRNA序列比较,选择10个蛋白酶进行酶学性质分析,结果表明,它们的最适作用pH值在7～10之间,最适作用温度在10～40℃之间.其中Pro20蛋白酶最适作用温度最低,为10℃;Pro1蛋白酶具有最适作用温度低(20℃)、pH耐受性好、热稳定性较好等特性,具有良好的应用开发潜力.图6参16     

柞蚕多角体病毒的纯化和鉴定

对柞蚕多角体病毒(ApNPV)的多角体颗粒进行了分离和纯化,并在显微镜下进行了形态观察．提取和纯化了柞蚕多角体病毒的基因组DNA,对DNA进行了部分限制性内切酶图谱鉴定．结果表明,在ApNPV基因组中只含少量的EcoRI位点,与家蚕核型多角体病毒差别很大,并提示这两种病毒的复制机制可能不同．图3参5。     

多能硫杆菌1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶的酶学特征及基因检测

从固体平板的生长情况及RubisCO酶活性测定结果，表明多能硫杆菌是通过卡尔文循环固定的CO2，并具有该循环的关键酶──1，5－二磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶．进一步将多能硫杆菌染色体DNA用各种限制性内切酸酶切，Southern转移到硝酸纤维素滤膜上，与光合细菌Rhodobactersphaeroides的RubisCO基因（rbcL－rbcS）探针杂交，显示出杂交带型，说明多能硫杆菌具有R．sphaeroides同源的羧化酶基因，并初步将该基因定位在3．0kb的PstⅠ片段内．