DGGE技术及其在海洋环境微生物多样性研究中的应用

海洋环境中蕴藏着丰富的微生物资源,在海洋生物中显示出最丰富的生物多样性,在海洋生态系统中发挥着重要的作用.由于传统研究方法的不足,目前对海洋微生物的认知只占其总量的1%,探索以及开发99%未知微生物的巨大资源是一项艰巨而富有挑战性的任务,也具有广阔的前景.近年来,革新的分子生物学技术广泛应用于海洋微生物学研究领域,推动了海洋微生物多样性研究的快速发展,扩展和加深了对海洋环境中微生物的认识.本文介绍了一种基于PCR技术的现代分子生物学技术-DGGE的基本原理、关键环节及其在海洋微生物多样性研究中的应用,同时就其自身存在的缺点进行了简单评价并提出了几点解决方案.     

DGGE污泥堆肥工艺微生物种群结构分析

用DGGE指纹图谱技术对污泥堆肥工艺中的细菌种群动态变化及多样性进行了研究.结果表明,生物法污泥堆肥周期小于8d.对污泥堆肥各工艺环节样品进行DGGE指纹图谱和相似性系数Cs值分析,发现随着反应的持续进行,微生态结构的Cs值越来越高,说明微生物种群结构愈趋稳定.证实污泥微生态能迅速进行优胜劣汰的筛选,调整内部细菌种群结构,从而达到适应环境的目的.在发酵过程中形成的优势细菌种群能长时间保持稳定.     

浅淡DGGE技术在剩余污泥减量机理研究中的应用

活性污泥法是目前应用最为广泛的污水处理方法,该方法的不足之处是产生大量的剩余污泥。污泥减量机理的研究关键是活性污泥微生物的监测,传统的检测方法有很大的局限。本文简述了污泥减量化机理的研究进展,并介绍了一种分子生物学技术———DGGE技术在剩余污泥减量机理研究中的应用。     

PCR—DGGE技术在废水生物处理中的应用研究

聚合酶链式反应一变形梯度凝胶电泳（PCR—DGGE）作为一种分子指纹图谱能够较准确地反应污水处理过程中微生物群落结构多样性及其动态变化而广泛应用于废水生物处理技术的研究中。PCR—DGGE技术不仅能对样品中微生物群落结构多样性及种群演替进行分析,还能用于污水处理中优势菌群的分离与鉴定,克服了传统方法费时费力、培养条件苛刻等局限性,进而运用该技术构建高效的污染物降解工程菌,提高难降解有机物的去除效率,调节实际工艺参数,提高污水处理效率。     

DGGE/TGGE方法在土壤微生物群落研究中的应用

变性梯度凝胶电泳(DGGE)或温度梯度凝胶电泳(TGGE)已成为环境微生物学领城比较微生物群落多样性和检测种群动力学的重要分子手段,本文介绍了DGGE/TGGE方法在土壤微生物群落研究中的应用进展及存在的缺陷,并提出了改进建议.     

微生物在活性污泥法水处理中的应用

活性污泥工艺由于其处理出水水质好，工艺比较稳定可靠，因此，得到了广泛的应用。特别是近年来对生物反应、净化机理等深入的研究及工艺流程的改进和创新，出现了一些新工艺，如目前世界上较先进的比利时西格斯公司的“独特的三池技术”（ＵＮＩＴＡＮＫ）等，使得活性污...     

不同16SrDNA靶序列对DGGE分析活性污泥群落的影响

为探讨不同通用引物扩增16S rDNA靶序列对活性污泥微生物群落分析的影响,更合理的利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析活性污泥样品.从连续流搅拌槽式反应器(CSTR)中获取活性污泥,以3对通用引物341f/534r、968f/1 401r和341f/926r扩增16S rDNA序列,用DGGE分离PCR扩增产物.研究表明采用不同引物对进行DGGE分析时,群落多样性和动态存在显著的差异.341f/534r和968f/1 401r的靶序列分离效果较好,341f/926r的靶序列分离效果较差.引物341f/534r和341f/926r DGGE图谱显示S2和S3相似性高,引物968f/1 401r DGGE图谱显示S1和S2相似性高.由此可见采用不同引物对进行DGGE分析时,群落结构之间的相似性和动态是不一致的.341f/534r的DGGE图谱中条带丰富,多样性最好,968f/1 401r的DGGE图谱次之,341f/926r DGGE图谱条带最少,多样性也较差.因此,在利用DGGE分析活性污泥样品时采用引物341f/534r和968f/1 401r是比较适宜的.     

不同16SrDNA靶序列对DGGE分析活性污泥群落的影响

为探讨不同通用引物扩增16S rDNA靶序列对活性污泥微生物群落分析的影响,更合理的利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析活性污泥样品.从连续流搅拌槽式反应器(CSTR)中获取活性污泥,以3对通用引物341f/534r、968f/1 401r和341f/926r扩增16S rDNA序列,用DGGE分离PCR扩增产物.研究表明采用不同引物对进行DGGE分析时,群落多样性和动态存在显著的差异.341f/534r和968f/1 401r的靶序列分离效果较好,341f/926r的靶序列分离效果较差.引物341f/534r和341f/926r DGGE图谱显示S2和S3相似性高,引物968f/1 401r DGGE图谱显示S1和S2相似性高.由此可见采用不同引物对进行DGGE分析时,群落结构之间的相似性和动态是不一致的.341f/534r的DGGE图谱中条带丰富,多样性最好,968f/1 401r的DGGE图谱次之,341f/926r DGGE图谱条带最少,多样性也较差.因此,在利用DGGE分析活性污泥样品时采用引物341f/534r和968f/1 401r是比较适宜的.     

环境基因组技术在微生物多样性研究中的应用

环境中的微生物具有极大的生物多样性,但99%的微生物不能通过标准的实验技术加以培养,不依赖于培养的环境基因组技术由于适合分析生态系统中整个复杂的微生物基因组而迅速发展起来。文章针对环境基因组技术的原理、方法以及目前该技术在环境微生物多样性研究中的应用等作一综述。     

微生物浓度在活性泥中的应用

叙述了微生物浓度在污水处理中的重要意义以及几种微生物浓度的评价方法和它们在污水处理中的应用情况。     

白腐真菌降解染料反应器微生物群落结构研究

利用DGGE分子标记技术分析了两种白腐真菌生物反应器处理染料废水过程中生物膜微生物群落结构的动态变化及其差异性,结果表明:运行方式和染料废水浓度对敞开式白腐真菌生物反应器处理染料废水过程中生物膜微生物群落结构及其变化趋势有一定影响。序批式反应器运行的起始阶段其生物膜上黄孢原毛平革菌在数量上占绝对优势,但约1个月后逐渐侵染了热带假丝酵母、白地霉和哈茨木霉等杂菌;连续运行的白腐真菌生物反应器虽然在起始阶段存在哈茨木霉等杂菌的侵染,但约3个月后杂菌被逐渐淘汰,黄孢原毛平革菌在数量上重新占据优势,使其有利于发挥高效的降解功能。     

单细胞凝胶电泳技术在环境污染物检测中的应用

主要介绍了单细胞凝胶电泳技术(SCGE),包括SCGE的原理、方法及其在环境污染物检测中的应用,该技术可用多种污染物的检测且灵敏度高,具有广阔的应用前景。即SCGE对大气污染物、重金属、醛类及辐射污染的检测,具有高度敏感性,是具有广阔应用前景的新技术。     

PCR-DGGE技术在内源细菌选择性激活过程中的应用

分子生态学技术的发展大大促进了人们对环境中微生物群落的认识,也为研究油藏微生物群落提供了一个新的工具.在模拟油藏条件下,应用PCRDGGE技术研究激活剂的注入对油藏微生物群落结构的影响,考察了激活过程中菌群结构的变化情况.分析了常压（1 MPa）和高压（10 MPa）下内源激活DGGE条带变化,进行了激活过程中的PCR序列分析,考察了激活不同阶段中的优势菌,将优势条带序列构建系统发育树,并对激活过程中主要内源菌所在类群分析.结果表明,高压条件下,优势菌群结构与常压下差异较大,常压激活和高压激活细菌类群数量变化差异显著;激活后,优势菌的种类有所增加,群落结构也发生了变化.激活前,优势菌是芽孢杆菌,而激活剂的加入使变形菌的在种类上得到增加.     

荧光原位杂交在环境微生物学中的应用及进展

荧光原位杂交技术广泛用于分析复杂环境的微生物群落构成,可以在自然生境中监测和鉴定微生物,并能对未被培养的微生物进行检测.rRNA为靶序列寡核苷酸或PNA探针的荧光原位杂交能提供微生物的形态学、数量、空间分布等信息,现已成为环境科学研究领域中的热点技术.对荧光原位杂交技术的发展和在环境微生物学中的应用进行了综述,探讨了该技术的应用和发展前景.      

应用变性梯度凝胶电泳研究厦门西海域超微型真核浮游生物多样性

应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)方法对厦门西海域超微型真核浮游生物的遗传多样性进行周年变化特征研究分析.结果表明,厦门西海域典型测站的超微型真核浮游生物群落具有丰富的多样性组成;厦门西海域超微型真核浮游生物群落遗传结构和主要类群组成季节性变化显著:不同典型测站之间的超微型真核浮游生物群落遗传结构的周年变化特征相似;不同典型测站之间的超微型真核浮游生物群落的类群组成也很相似,由绿藻、Stramenopiles、定鞭金藻、甲藻、未确定类群(unidentified groups)和其他类群组成.     

应用PCR-DGGE技术分析黄海冷水团海域的细菌群落组成

利用PCR-DGGE技术对2个季节(2006-04和2006-10)的黄海冷水团海域的细菌群落组成和优势菌群进行了分析.通过软件Glyko Bandscan分析DGGE图谱,4月份所有站位的条带数相近(约17条),多样性丰富;10月份,在冷水团范围以内站位的条带约16条,其多样性也较丰富;而在冷水团范围以外站位的条带少(约12条),其多样性较低.细菌16S rDNAV3区特征片段经DGGE分离、条带切割,共得到24条条带,克隆、测序后,进行系统进化分析,结果显示这24条带分别归属于2个细菌类群:变形细菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroides).在24条序列中有16条分别与变形细菌亚群的γ和δ-Proteobacteria相似,有5条与拟杆菌门相似.时空分析发现,4月份所有站位水体(海水温度为7-12℃)的细菌群落组成和10月份(冷水团存在期)冷水团内部水体(海水温度低于10℃)的细菌群落组成相同(都包括γ-Proteobacteria、δ-Proteobacteria和Bacteroides),与10月份冷水团外部水体(海水温度大于19℃)的(包括γ-Proteobacteria和Bacteroides)不同.优势菌群也存在同样的分布特点,4月份所有站位水体的优势菌群与10月份冷水团内部水体的优势菌群也相同(都是γ-Proteobacteria),而10月份冷水团外部水体不同的站位优势菌群不同.该海域细菌群落组成和优势菌群的分布特点,可能与冷水团的形成有一定的相关性.     

DGGE及T-RFLP分析光照下电位对细菌群落的影响

电位和光照能影响生物电化学系统中产电光合微生物的富集和生长,为了明确电位对细菌多样性的影响,采用变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)和末端限制性片段长度多态性(terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)两种方法分析光照条件下电位对电极生物膜细菌群落多样性的影响,实验设置0、0.2、0.4、0.6 V(vs.Ag/AgCl)4个电位.结果表明,0.6 V(vs.Ag/AgCl)下电极生物膜细菌DGGE条带数量较其他处理明显降低,对条带的测序结果显示不同电位下电极生物膜细菌主要属于α-变形菌纲(α-Proteobacteria)、β-变形菌纲(β-Proteobacteria)和梭菌纲(Clostridia).而0.2 V(vs.Ag/AgCl)处理下末端限制性片段(terminal restriction fragment,T-RF)的数量最高,片段数量随电压进一步升高呈现降低趋势.虽然DGGE和T-RFLP两种方法分析结果有一定差异,但都能反映电位对电极生物膜细菌群落多样性影响显著,高电位降低了细菌多样性.     

"虚拟产品开发"及其在环境试验中的应用

阐述了“虚拟产品开发”(VPD)的概念、形成过程、原理及现存的应用平台。结合环境试验工作,讨论了应用此技术的必要性和前景,给出了具体实施方案和几个应用的例子。