不可培养微生物对环境的作用.doc

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1、不可培养微生物对环境的作用（石河了大学生命科学学院微生物实验室石河了832000）摘要：微生物非培养技术，如DNA指纹技术、焦磷酸测序、分子杂交技术、宋基因组学、宏转录组学、宋蛋口质组学、代谢组学等的飞跃发展和广泛应用，有助于快速、准确地鉴定白然界或人工生境中微生物种群，为揭示生物修复过程中微生物群落结构、功能及修复机理提供了重要方法，提高了生物修复技术的检测效能。通时也为人类观察不可培养的微生物对环境的作用提供了技术基础，如想实时荧光定最PCR、基因指纹技术、宋基因技术、分子标记技术等。关键词：不可培养微生物;宏基因组；分子技术;分子标记;基因指纹技术;目录第一章：综述1第一节：环境中

2、不可培养微生物的介绍1-不可培养微生物的定义1二环境中雌物的多样性1三不可培养的环境微生物的鉴定2四不可培券敘生物资源的存在形式与开发利用前景2第二节:制约环境微生物培养生长的因素2-现有培养条件不能再现原生态环境条件3二人工培养环境忽视或破坏了原生境中微生物的生态关系3三人工营养基质浓度过高或氧化环境的压力3四其他影响因素3第三节：改善艇物培养的新方法4—稀释培养法(Dilutionculture)4二高通量培养技术(High・throughputcultivation,HTC)4三模拟自然环境的培养技术443.1扩散盒培养技术(Diffusiongrowthchamber)3.2细胞

3、微囊包埋技术(Microenc叩sulation):四改良微生物培养基组成和培养条件五过滤一环境适应法(Filtratiorvacclimatizationmethod.FAM)6六培养放线菌的新方法6第二章：不可培养微生物在环境应用上的技术手段7一宏基因组学71.1环境样品及目的基因组富集81.2宏基因组DNA的提取81.3宏基因组文库的构建813.1载体的选择:载体选择在宏基因组技术中占有十分重要的地位。81.3.2宿主细胞的选择:不同的微生物种类所产生的活性物质类型有明显差异。81.4宏基因组文库筛选9141序列依赖性筛选法:9142非序列依赖性筛选法:9二其他的硏究方法102.1

4、分子标记技术102.1.1限制性片段长度多态性分析(RFLP):102.1.2简单重复序列标记(SSR)和单核普酸多态，性(SNP):112.1.33种分子标记技术的比较:112.2变，性梯度凝胶电泳(DGGE)和腿梯度凝胶电泳CTGGE)112.3宏基因组学(Metagenomics)技术122.3.1454测」序是采用焦硫酸测」序;去:122.3.2Solexm测序:122.3.3SOLiD测序12三其他的分子技术和方法123.1稳定同位素标记技术(SIP)和荧光原位杂交技术(FISH)123.2实时荧光定量PCR(qPCR)133.3功育g基因芯片133.4指纹技术133.4.1基

5、于16SrDNA的微生物指纹技术133.4.2基于功能基因的微生物指纹技术143.5分子生物传感器143.6DNA微阵列14第三章：参考文献15第一章:综述第一节：环境中不可培养微生物的介绍-不可培养微生物的定义不可培养微生物(asyetunculturedmicroorganisms)是指迄今所采用的微生物纯培养分离、培养方法还未获得纯培养的微生物。顾名思义，未培养微生物资源(unculturedmicrobialre-sources)既是蕴藏于这类微生物屮的可供人类开发利用的直接的和潜在的生物资源。由于这类微生物在白然环境微生物群落屮占•有非常高的百分比(约为99%)，无论是其物种类

6、群，还是新陈代谢途径、生理生化反应、产物等都存在着不同稈度的新颖性和丰富的多样性，因而其屮势必蕴涵着巨大的生物资源。所以，对备种自然环境微生物，尤其是对未培养微生物进行广泛深入的研究，不仅是微生物学基础理论研究的需要，也是未培养微生物资源开发利用的基础。二环境中微生物的多样性人们在调查某一样品中微生物总数的时候经常碰到这样一个问题:通过显微镜观察计数出来的细胞数远远大于用衿种培养基培养出来的菌落数。例如，Ikiyashi等报道，直接计数人肠道里的微生物,大约是1.19'"4.OXlO'cells/g(wetweight),但能培养出来的为6.6"12X10,0CFU/g(wetweigh

7、t),估计有60%~70%的微生物是无法培养的丁。对土壤、水体、活性污泥等样品的微生物进行调查统计，发现直接计数出的微生物数与培养出来的菌落数间相羌几个数最级，见表1。两种调杳结果的羌界显示,一个样品的总微生物数量中，只有一小部分是目前人们能纯培养出来的。表1儿个环境样品屮能培养出来的细菌比率环境样品培养率(%)海水(Seawater)o.oi—o.10淡水(Freshwater)0.25湖水(Mosotrophic1ake)0.1