FQ-PCR技术在饮用水微生物监测中的应用

阐述了实时荧光定量PCR技术的原理、特点及其在水源微生物检测中的应用与研究进展,探讨了存在的问题,以及其发展和应用前景。     

荧光定量PCR技术在环境监测中的应用研究

实时荧光定量PCR是在PCR基础上发展起来的一种核酸定量技术,此技术灵敏度高,特异性强。目前也已被国内外应用在环境监测方面。如可以用此方法来监测环境中微生物在河流中随季节的变化情况,评价菌的富集情况,快速检测微生物等。随着此技术的不断发展,此方法在环境监测方面将会有广阔的应用前景。     

Real Time PCR研究进展及其在海洋病原生物检测中的应用

Real Time PCR,即实时监测PCR扩增产物并进行解析的方法,目前已广泛应用于分子生物学研究的各个领域.Real Time PCR技术秉承及发展了普通PCR的快速、高灵敏度检出等优点,同时克服了普通PCR不能准确定量、容易污染等缺点,无需在反应结束后通过电泳操作确认扩增产物.目前,Real Time PCR可设计多对引物在同一反应体系中同时对多个靶基因进行扩增,实现多莺实时定量检测.Real Time PCR使PCR技术发生了质的飞跃,扩展了PCR技术的应用范畴,是一种具有划时代意义的技术.本文主要介绍Real Time PCR的主要原理、解析方法、技术发展趋势及其在海洋病原生物检测方面的应用.     

分子生物技术在厌氧氨氧化工艺研究中的应用

厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,anammox)工艺是一种高效低耗的新型废水生物脱氮工艺,具有广阔的应用前景。但迄今为止该工艺的主要承载者厌氧氨氧化菌未获得纯培物,因此传统的微生物学方法不足以研究其生物学特性。分子生物技术的发展改变了传统的微生物学研究方法,其中,变性梯度凝胶电泳(DGGE)、荧光原位杂交(FISH)、实时荧光定量PCR(q PCR)、高通量测序和基因芯片技术脱颖而出。文章重点介绍了这些技术在氧氨氧化工艺研究中的应用,以及其主要的优点和缺点。将分子生物技术应用到厌氧氨氧化工艺研究中,对于全面认识厌氧氨氧化菌的性质、解析厌氧氨氧化工艺的微生物学机理、确保工艺的长期高效稳定运行具有重要意义。     

PCR技术检测水中轮状病毒的研究进展

聚合酶链式反应,即PCR(polymerase chain reaction)技术,是一种快速扩增DNA或cDNA序列的方法.水环境中的轮状病毒是导致世界范围内婴幼儿腹泻的主要原因,严重危害着水质安全和人类健康.建立和完善水中轮状病毒灵敏、快速的检测方法对预防和控制水体疾病的暴发具有重要的意义.随着分子生物学技术的发展,PCR及其衍生技术因其具有高度灵敏性、特异性和准确性等特点,成为检测水中轮状病毒最常用的方法.本文综述了利用RCR及其衍生技术,包括逆转录聚合酶链式反应、逆转录半巢式和巢式聚合酶链式反应、多重逆转录聚合酶链式反应、免疫聚合酶链式反应、与免疫磁珠分离相结合的聚合酶链式反应、与细胞培养相结合的聚合酶链式反应及实时定量聚合酶链式反应等,检测水环境中轮状病毒的研究进展,并分析了这些PCR技术在检测水环境中轮状病毒时存在的问题及其应用前景.     

水中轮状病毒实时定量PCR外标准品的构建

采用细胞培养和T-A克隆技术,在轮状病毒主要结构蛋白VP7基因序列上设计合成引物,经PCR扩增后将特异性产物连接入pGEM-T-easy载体中,经过酶切鉴定和测序分析获得轮状病毒cDNA标准品.利用常规PCR和实时定量PCR方法对所获得的cDNA标准品进行特异性、稳定性和重复性指标的检验.结果表明,利用此标准品制备的标准曲线具有较高的扩增效率和良好的线性关系(斜率为-3.353,R2=0.995);实时定量PCR熔解曲线分析表明,温度在81℃±0.5℃的PCR产物是轮状病毒VP7序列上的特异性产物,表明此标准品是轮状病毒特异性的;同时,所制备的标准品在实时定量PCR检测中具有较大的线性范围(9×100～9×1011 copies/μL,每个反应最低可以检测到9个拷贝数的轮状病毒cDNA,表明利用该标准品进行实时定量PCR分析时具有较高的检测灵敏性;此外,该标准品具有较高的稳定性和重复性(3次独立实验CV值在0.2%～0.9%之间),可长期稳定保存.构建的标准品可用作检测水环境中轮状病毒的实时荧光定量PCR的外标准品.     

腺病毒气溶胶的实时荧光定量PCR检测和绿色荧光蛋白活细胞检测

将带有绿色荧光蛋白的复制缺陷型重组腺病毒,作为模拟病毒建立一种检测病毒侵袭力的方法.在钢化玻璃箱中通过TK-3型微生物气溶胶发生器将腺病毒形成气溶胶,用FA-1型多级撞击式空气微生物采样器进行气溶胶采样,对采样样品分别进行实时荧光定量PCR检测和表达了绿色荧光蛋白的PK15活细胞定时检测.实时荧光定量PCR检测可测定病毒在大气中存在的相对基因拷贝数,通过在荧光显微镜下计数带绿色荧光的PK15细胞数可直观检测病毒的感染力及活力.结果表明,重组腺病毒气溶胶主要分布在采样器第五级,腺病毒气溶胶与病毒粒子相比较大.     

活性污泥中的腐殖酸对实时荧光定量PCR的影响

活性污泥基因组中的腐殖酸会影响实时荧光定量PCR检测的准确性.本研究采用抽提基因组前腐殖酸去除试剂盒、抽提基因组后腐殖酸去除试剂盒、抽提基因组前后共同去除试剂盒3种不同的方法,去除活性污泥基因组中的腐殖酸,经过PCR和实时荧光定量PCR方法的验证找出腐殖酸去除的最适方法;通过DNA酶Ⅰ消化基因组DNA保留杂质腐殖酸,向其中掺入已知浓度的总细菌质粒,5个浓度10倍梯度稀释10 ng·μL~(-1)的定量模板,探究腐殖酸和梯度稀释模板对活性污泥总细菌实时荧光定量PCR的影响.结果显示,在不同处理组中,通过反复洗脱的方式在基因组抽提前去除活性污泥中的腐殖酸,DNA的得率(162.46 ng·μL~(-1))最多,A260/230值为1.34,A260/280值为1.80,腐殖酸的残留最少;去除腐殖酸后外加内标质粒组,梯度稀释10 ng·μL~(-1)模板100倍及以上,腐殖酸的抑制效应显著降低后保持不变(p0.05),100倍以内变化不显著(p0.05);抽提前去除腐殖酸组进行实时荧光定量PCR的抑制效率为6.16%,显著低于对照组的72.68%(p0.05).研究表明,抽提前去除活性污泥腐殖酸,抽提后将基因组模板稀释100倍可显著降低活性污泥实时荧光定量PCR的抑制效率,提高定量结果的准确性.     

现代分子生物学技术在活性污泥微生物菌群研究中的应用

活性污泥是活性污泥法处理污水系统的功能主体。人类对活性污泥微生物菌群的认识随着其研究技术的发展而不断深入。本文主要介绍了现代分子生物学技术在活性污泥微生物菌群研究中的应用,这些现代分子生物学技术包括ERIC-PCR技术、SSCP技术、实时荧光定量PCR技术、DGGE/TGGE技术、16S r RNA序列比较、T-RFLP技术、FISH技术、宏基因组学技术等。最后强调今后活性污泥菌群的研究应以新方法的建立和多种现代分子生物学技术的综合运用为主。     

大豆过敏原P34蛋白基因检测技术与环境污染的关系研究

环境污染易引起大豆种植区域出现过敏原P34蛋白基因变异情况,当前蛋白基因检测方法不能满足检测需求,提出基于探针引物的大豆过敏原P34蛋白基因荧光PCR定量检测技术,针对大豆过敏原特异性基因P34蛋白基因序列进行设计;通过DNA提取、浓度测定,荧光定量PCR检测,实现大豆过敏原P34蛋白基因检测。实验结果表明,所提方法能够准确检测出包括环境污染区域在内的大豆食品过敏原P34蛋白基因成分,具有很好的应用前景,满足市场监督检测的需要。     

填埋垃圾和渗滤液中CH4氧化菌的丰度研究

应用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-Time Quantitative Polymerase Chain Reaction,简称实时荧光定量PCR)技术对填埋场垃圾和渗滤液中CH₄氧化菌的pmoA基因进行定量分析. 结果表明:实时荧光定量PCR技术可用于渗滤液和垃圾中CH₄氧化菌的定量分析. 对于厌氧和准好氧填埋,初期渗滤液中CH₄氧化菌的数量均高于稳定期;准好氧填埋体渗滤液中CH₄氧化菌的数量均高于厌氧填埋体. 准好氧填埋垃圾中CH₄氧化菌的数量随着填埋龄的增加呈先增加后降低的趋势,并在填埋后的9个月左右达到最大值,与准好氧填埋体CH₄产生的规律相似. 同时,准好氧填埋垃圾中CH₄氧化菌的数量随着距导气管距离的增加而降低,但不同填埋时期的变幅不同,与准好氧填埋体O₂和CH₄的迁移规律有关. 此外,对渗滤液和垃圾样品的研究表明,准好氧填埋体垃圾填埋层内部存在大量的CH₄氧化菌,具有显著的CH₄氧化能力.      

一株磺胺二甲嘧啶抗性菌的筛选及抗性机制研究

为研究地下水中磺胺类抗性菌的抗性特征与抗性机制,在调研北京市东南发展区地下水受抗生素污染情况基础上,从中筛得一株磺胺二甲嘧啶（SMZ）抗性菌SMZ-R9,经形态学观察、生理生化试验及16S rRNA基因测序分析,鉴定为乳酸不动杆菌（Acinetobacter lactucae）.使用荧光定量PCR与普通PCR定量以及定性检测抗性基因（ARGs）,发现菌株SMZ-R9同时携带3种磺胺ARGs（sul1、sul2、sul3）、1种甲氧苄啶ARGs（dfrA1）以及Int1基因;通过对基因序列进行同源性比对及KEGG功能注释,发现sul2、dfrA1基因为编码二氢蝶呤合成酶（DHPs）与二氢叶酸还原酶（DHFR）的核酸序列,表达产物分别催化叶酸合成的上游与下游途径,共同介导菌株SMZ-R9的SAs抗性.可见,通过对ARGs编码蛋白的功能注释与分析,可为微生物的抗生素抗性机制在基因水平的研究提供理论依据.      

接种外源微生物生活垃圾堆肥中的胡敏酸荧光特性

利用城市生活垃圾接种外源微生物,采用工厂化工艺进行堆肥,对堆肥前后胡敏酸荧光光谱进行了分析．结果表明,胡敏酸发射光谱相对简单,在440nm附近形成1个较宽的谱带,而激发光谱与同步扫描光谱则由几个特征峰及肩峰组成．对不同荧光光谱特征峰的分析表明,堆肥结束后,胡敏酸的腐殖化程度明显增加．CK、MS、ZJ、MS＋ZJ各处理的荧光光谱形状基本相似,但主要特征峰的相对荧光强度有明显区别．其中接种外源微生物可明显增加堆肥胡敏酸分子的缩合度,中加酵素菌（ZJ）处理优于美商复合菌（MS）处理,而2种外源菌混合接种具有协同促进作用．通过与土壤中胡敏酸荧光特性比较证实,堆肥后的胡敏酸具有土壤富里酸的特征,活性较高．     

基于454和Illumina高通量测序平台对长江口邻近海域沉积物微生物群落的比较分析

作为第二代测序技术的主要平台, 454和Illumina测序方法在微生物核酸分析方面有着广泛应用。本研究以16S rRNA基因为标靶, 分别采用454和Illumina测序技术对长江口邻近海域表层沉积物中的微生物DNA进行分析, 通过对序列长度、微生物群落多样性及组成进行比较, 分析两种方法在沉积物微生物群落结构研究方面的适用性。结果表明, Illumina测序获得的序列数和OTU数要多于454, 其中获得的OTUs中以非优势菌群为主。Illumina与454相比能够检出更多微生物菌群, 且检测到的稀有菌群占有较大比例。综上可知, Illumina测序技术在分析微生物群落多样性及物种组成方面要优于454测序技术, 454的长序列优势并未能体现出来, 且454测序技术可能低估了微生物组成及其多样性。     

同时提取土壤微生物DNA和RNA方法的研究

获得高浓度、大片段、多样性程度高的土壤微生物总DNA是研究土壤微生物群落结构的分子生态学基础.研究采用PBS缓冲液洗涤土壤样品,结合SDS裂解微生物细胞的方法,同时提取分别添加小麦秸秆粉和油菜秸秆粉的两种土壤样晶的微生物DNA和RNA.对提取出的DNA和RNA进行酶切,基因组PCR和反转录PCR,实验结果表明该法提取的...     

分子生物学在生物强化处理环境污染物中的应用

综述了分子生物学的相关技术在生物强化处理环境污染物中的应用，主要包括：通过分子生物技术育种、筛选、构建高效降解污染物微生物菌株；提供更科学、快捷、准确多样的环境监测和环境评价技术手段；探索微生物与环境污染物间的相互关系，及微生物降解污染物的有关基因定位，相关主要技术有：核酸探针检测、DNA-DNA杂交，rRNA和rRNA基因序列分析。质粒指纹图谱分析、聚合酶链式反应（PCR）、低分子量PNA分布图及由PCR技术发展而带动的基因多态性技术，如变性梯度凝胶电泳（DGGE）、随机扩增多态性DNA技术（RAPD）等。