16 S rRNA在细菌分类鉴定研究中的应用
16s rrna报告解读
16s rrna报告解读摘要：1.16s rRNA简介2.16s rRNA报告解读方法3.报告结果分析与应用4.报告的局限性与未来发展方向正文：随着分子生物学技术的发展，16s rRNA报告已成为微生物学、生态学等领域的重要研究手段。
16s rRNA是细菌核糖体的一部分，具有种属特异性，可通过高通量测序技术对微生物群落进行定性和定量分析。
本文将介绍16s rRNA报告的解读方法、结果分析与应用，以及报告的局限性与未来发展方向。
一、16s rRNA简介16s rRNA存在于细菌细胞中，负责蛋白质生物合成。
由于不同细菌物种的16s rRNA序列存在差异，可通过测定该序列对微生物进行分类和鉴定。
目前，16s rRNA测序已成为微生物多样性研究的主要手段。
二、16s rRNA报告解读方法1.序列分析：将测序得到的原始数据进行质控、比对、组装等处理，得到序列。
然后，通过序列之间的相似性分析，对微生物物种进行分类和鉴定。
2.生物信息学分析：基于序列数据，进行物种多样性、群落结构、代谢途径等分析。
常用的生物信息学工具包括MetaPhlAn、Kraken等。
3.统计分析：对生物信息学结果进行统计，评估样本间的差异性和相似性，为实验结果提供依据。
三、报告结果分析与应用1.物种多样性分析：通过统计不同物种的序列数量，评估样本中的微生物多样性。
2.群落结构分析：分析不同物种在样本中的相对丰度，揭示微生物群落的组成和变化。
3.功能基因分析：基于代谢途径和基因功能，分析微生物群落的代谢活性。
4.应用：16s rRNA报告可用于医学、环境、农业等领域的微生物学研究，为疾病诊断、环境保护、农业生产等提供科学依据。
四、报告的局限性与未来发展方向1.局限性：16s rRNA报告无法区分共生和病原微生物，且受样本制备和测序深度等因素影响。
2.未来发展方向：发展更高效的测序技术、生物信息学方法，以及整合多组学数据进行综合分析，提高报告的准确性和应用价值。
16SrRNA基因在医学微生物鉴定中的应用效果观察
［ ］ 雷正瑜．６ ｒ Ｎ １ １ＳＤ Ａ序列分析技术在微生物分 类鉴定 中的应用 ［ ］ 湖北 Ｊ． 生态工程职业技术学院学报 ，０ ６４（ ） ３— ． ２ ０ ， １ ： ７ ［ ］ Ｍｉ ｅ ｗ Ｉ ＯｓｎＫ，ｏａｏＪｅ ａ． ａｎ ｓｃ ｔｉ ｎ ｌ ｉａ ｓｎｆ ２ ｃ ｌ Ｃ， ｌ Ｌ ｚｎ ，ｔ Ｄｉ ｏｔ ｉｔ ａｄｃｉｃｌｉ ｉ ｈｏ ｅ １ ｇ ｉｕ ｌ ｙ ｎ ｇ － 从（ 上表中可以看出） 采用 １ Ｓ Ｎ ， ６ ｒ Ａ基 因检查诊 断支原体肺炎 较采用 Ｒ 血清学检查诊 断支原体肺炎在假 阳性率 、 敏度、 灵 耗时方面有明显的优势 ， Ｐ ＜ ．５ 比较差 异有统计学意义 。 Ｏ０ ，
标准。
【 关键词 】６ ｒ Ｎ １ＳＲ Ａ基 因； 医学微生物检 定； 效果评价 ｄ ｉ１ ．９ ９ｊｉ ｎ １０ ０：０ ３ ６ ／．ｓ ．０ ６—１５ ．０ １０ ．７ ｓ ９ ９２ １ ．８０ ９ 文章编号 ：０ ６—１５ （ ０ １ ０ ３ ９ １０ ９９ ２ １ ）一 ８— ５ ４—０ ２ １Ｓ Ｎ ６ ｒ Ａ基因序列检测技术的原理是 ： Ｒ 细菌染 色体上编码 ｒ Ｎ Ｒ Ａ的相 对 应 的 Ｄ Ａ序列存在于所有细 菌及衣 原体 、 克次体 、 Ｎ 立 支原体 、 旋体 、 线 螺 放 菌等原核生物的染色体基 因中 ， 不存在 于病毒 、 真菌等非 原核生 物体 内， 而 目前 ， 几乎所有病原 菌的 １ Ｓ Ｎ ６ ｒ Ａ基因测序均 已完成 ， Ｒ 这样 ， 使得采用基 因 序列图谱进行对比分 析测试 病原菌 的种 类成为 了可能 ， 过该技术 可 以准 通 确快速的鉴定细菌的种类 … 。 养、 免疫学和生化反应等方法 ， 这些检测方 法的检 测结果受 多种因索影响 ， 均存在特异性差、 耗时长 、 敏感 度低等问题 ， 以满 足临床 医学 检验的发展 难 要求 Ｌ． 。近年来 ， ２ ｊ Ｊ 随着聚合酶链式反应 （ Ｃ 技术的出现及核酸研究技术 Ｐ Ｒ） 的不断完善以及其它分子生 物学技术 的迅 速发展 ， 生了很多新 的细菌分 产 类鉴定 方法 ， 常见 的如 限制 性片段 长度多态 性分 析、 质粒 图谱 、 Ｎ ｒ Ａ基 因 Ｒ （ ｒ Ｎ ） 即 Ｄ— Ａ 指纹 图 、 Ｃ Ｐ Ｒ指纹 图、 ６ １ Ｓ核糖 体核 糖核 酸 （ｉ ｓ ａ Ｒ Ａ ｒｏ ｍ ｌ Ｎ 。 ｂｏ １资 料 与 方 法 ． ｒＮ 序列分析等＿ 。这些 技术均 基于对细 菌染色 体或染 色体外 的 Ｄ Ａ Ｒ Ａ） ４ Ｊ Ｎ １ １ 一般资料 ： ． 本组 ５ ４例患者 中 ， 男性 ２ ３例 ， 女性 ３ １例 ， 年龄 ２一ｌ 片段进行分析 ， １ 从分子遗传的角度对细菌进行分类鉴定 ， 从而使细菌分类更 岁， 平均年龄 ６ ２ ．３岁 。所有患者均进行血清学检查诊 断和 １ＳＲ Ａ基 因序 精确 、 ６ｒＮ 更科学。特别今年来出现的 １ＳＲ Ａ基因序列分 析技术 ， 以做到用 ６ｒＮ 可 列检测肺炎支原体。以上患者的临床表现主要有 ： 头痛、 发热伴有无力 和干 实验 研 究 来 研 究 证实 细 菌 进 化 与 否 ， 是 细 菌 分 类 史 上 的一 次 革 命 【ｊ 目 这 ５。 咳等。 前， 大多 数致病 菌 的 １ ＳＲ Ａ基 因序 列 已经被测 定 完成 ， 于 Ｐ Ｒ扩增 ６ ｒＮ 关 Ｃ １２ 检查方法 ： ． 分别对 ５ ４例患 者进行血清 血检查 诊断 和 １ＳＲ Ａ基 １ＳＲＮ ６ｒＮ ６ ｒ Ａ基因用 于细菌分类和鉴定 的研究越来越多ｔ］ ６。 因序列检查诊 断， 统计两种检查方法的假阳性率 、 灵敏 度、 检测耗时等指标 ， 肺炎支原体是一类能在无生命人 工培养基 中生 长、 繁殖 的最小 的原核 分析两种检测 方法在诊断肺炎支原体感 染时的优劣 。 型微生物 ， 曾被称 为胸膜炎微 生物（ ｌ ｒｐ ｅｍ ｎａ ｉｅｏｇｎｓ Ｐ Ｌ 。 ｐｅ ｏ ｎｕ ｏｉ —ｌ ｒａｉ ｕ ｋ ｍ， Ｐ ０） １２ １ 血清学检查诊断 ： 体感染肺 炎支原 体后 ， ．． 人 血清 中除了出现 特 临床 的上呼吸道感染 、 气管支气 管炎及非典 型肺炎经 常是 由肺炎支原 体感 异性抗体外还存在冷凝素 ， 患者的稀释血清 与 Ｏ型红细胞在 ４Ｃ ＂ 下可发生凝 染引起 。由于肺炎支原体感染 所致 的肺 炎患者临床表现 症状不典型， 需 集， 此为 Ｉ 型抗体 。以 Ｅ Ｉ ｇ Ｍ ＬＳ Ａ方法检 测患者 血清 中 Ｍ Ｐ—Ｉ ｇ Ｍ。以 Ｍ 要经过 １ Ｐ— ０～２ ｄ的潜伏期才 能表现 出来 ， ０ 临床 症状主要 为非特异性 的头痛 Ｉ ｇ Ｍ≥ｌ８ 和 （ ） 凝集 试验 ≥１３ ： ０ 或 冷 ： ２判断为有支原体感 染， 结合临床有发 和发热 ， 患者常常伴有无力和干 咳 ， 根据这些 临床 症状较难判断为肺炎支原 热、 头疼、 无力 、 干咳等症状判定为感染肺炎支原体 。 体感染 ， 因此临床 常被忽视而导致 严重 的并 发症 ， 因此 ， 利用实验 检查 就成 １２ ２ ６ ｒＮ ． ． １ Ｓ Ａ基因序列 检查 ： Ｒ 从鼻咽和 口腔采用拭子采 样进行 Ｐ Ｒ 为 了诊断肺炎支原体感染的主要依 据【 。近年来 ， Ｃ ８ Ｊ 对于肺 炎支原体感 染的 扩增 ， 引物取 自 肺炎支原体的 １ＳＲ Ａ， 照肺 炎支原体 的基 因序列进行对 流 行 病 学 特 征 、 病 机 制 、 子 生 物 学 检 测 方 法 的 研 究 报 道 较 多 。 目前 ， ６ ｒＮ 按 致 分 用 比分析 ， 符合肺炎支原体基因序列并 伴有发热 、 头疼 、 无力 、 咳等症状判定 于诊断支原体肺炎 的方法是取上呼吸道标本做 Ｐ Ｒ和急性期血 Ｉ 千 Ｃ ｓ Ｍ的复合 为感染肺炎支原体 。 测定 。但人们对于上呼吸道 ＭＰ携带者与急性 期肺炎上 呼吸道标本的 Ｐ Ｒ Ｃ １３ 统计学方法 ： ． 计量资料采用 ｔ 检验 ， 数资料采用 ｘ 检 验 ， 计 且以 Ｐ 阳性者较难区分， 且对于儿童诊 断 ＭＰ肺炎取材 的理想位置和方法还未明 而 ＜ ． ５为有统计学意义 。 ００ 确建立 。因此 ， 找到一种有效、 快速 、 期的支 原体肺 炎鉴定方法 就显 得尤 早
16S rRNA基因及16S～23S rRNA基因区间在临床细菌学检验中的应用
第39卷 第4期2003年12月青岛大学医学院学报ACTA ACADEMIAE MEDICINAE QIN G DAO UNIV ERSITATISVol.39,No.4December 2003[收稿日期]2002210218; [修订日期]2003202216[作者简介]毕春霞(19692),女,硕士,主管检验师。
16S rRNA 基因及16S ～23S rRNA 基因区间在临床细菌学检验中的应用毕春霞1,闫志勇2,王 斌2(1 青岛市市立医院检验科,山东青岛 266011; 2 青岛大学医学院微生物学教研室) 核糖体16S RNA (16S rRNA )为所有细菌所共有,其编码基因兼保守性和变异性于一身,素有细菌的“分子化石”之称。
通过对16S rRNA 基因保守区引物进行聚合酶链反应(PCR )扩增,可早期、快速判断细菌的存在与否,因此在临床细菌感染的检验中有较高的应用价值。
本文就细菌16SrRNA 基因的特征、在检测临床细菌感染中的应用,以及一种新方法———16S ～23S rDNA 区间序列在分类及鉴别细菌的应用研究等作一综述。
1 16S r RNA 基因及16S ～23S r RNA 基因区间的基本特征细菌的核糖体RNA 按沉降系数分3种,分别为5S 、16S 和23S 。
其编码基因(rDNA )的链长依次为3300、1540和120个核苷酸。
一般来说,原核生物基因组结构不像真核生物那样具有高度重复序列,但细菌中的rDNA 在染色体上却以多拷贝形式存在,且微生物中rDNA 的拷贝数与其生长速率相关,现已确知大肠杆菌中rDNA 的拷贝数是7,结核杆菌中为2,枯草杆菌是10,这就使针对细菌rRNA 基因进行的分子生物学检测具有较高的灵敏度。
rRNA 操纵子被转录成前rRNA 时包含以下几个成分(从5′→3′):16S 、区间、tRNA 、区间、23S 、区间和5S rDN A 序列[1]。
用16S rDNA方法鉴定细菌种属
一、实验目的1. 掌握16S rDNA 对细菌进行分类的原理及方法；2. 掌握DNA 提取、PCR 原理及方法、DNA 片段回收等实验操作。
二、实验原理细菌rRNA （核糖体RNA ）按沉降系数分为3种，分别为5S 、16S 和23S rRNA 。
16S rDNA 是细菌染色体上编码16S rRNA 相对应的DNA 序列，存在于所有细菌染色体基因中。
16SrDNA 鉴定是指用利用细菌16SrDNA 序列测序的方法对细菌进行种属鉴定。
包括细菌基因组DNA 提取、16SrDNA 特异引物PCR 扩增、扩增产物纯化、DNA 测序、序列比对等步骤。
是一种快速获得细菌种属信息的方法。
16S rDNA 是细菌的系统分类研究中最有用的和最常用的分子钟，其种类少，含量大（约占细菌RNA 含量的80％），分子大小适中，存在于所有的生物中，其进化具有良好的时钟性质，在结构与功能上具有高度的保守性，素有“细菌化石”之称。
在大多数原核生物中rDNA 都具有多个拷贝，5S 、16S 、23S rDNA 的拷贝数相同。
16S rDNA 由于大小适中，约1.5Kb 左右，既能体现不同菌属之间的差异，又能利用测序技术较容易地得到其序列，故被细菌学家和分类学家接受。
16SrRNA 的编码基因是16SrDNA ，但是要直接将16SrRNA 提取出来很困难，因为易被广泛存在的RNase 降解，因而利用16S rDNA 鉴定细菌，其技术路线如下：细菌基因组的提取：PCR 的基本原理 ：PCR 技术的基本原理 类似于DNA 的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的 寡核苷酸引物。
PCR 由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成：①模板DNA 的变性：模板DNA 经加热至93℃左右一定时间后，使模板DNA 双链或经PCR 扩增形成的双链DNA 解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；②模板DNA 与引物的退火(复性)：模板DNA 经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引 物与模板DNA 单链的互补序列配对结合；③引物的延伸：DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链重复循环变性--退火--延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。
16SrRNA在医学微生物鉴定中的应用探讨_马章林
鉴定上的应用[J].重庆中草药研究,2010,22(1):29. [3] 周永运 , 许彦梅 , 崔志刚 , 等 . 肠球菌为主要菌群的腹泻标本的 16SrRNA与PFGE分析[J].中国人兽共患病学报,2010,26(3):205. [4] 郭世奎,王昆华.16SrRNA基因与结直肠癌患者肠道相关分子微 生态研究进展[J].云南医药,2010,22(2):211. [5] 张志明,孙海英,李建平.16SrRNA在医学微生物鉴定中的应用 [J].中国医学检验杂志,2008,22(6):170. [收稿日期：2011-02-22 编校：苏建东]
其中16srrna比真核生物的相应rrna略小16srrna及其基因在微生物鉴定中有重要作用由于细菌各种属间生理特征和生化特征相似单凭传统方法已无法准确的进行分类鉴定随着科技的发展现在已经能通过对细菌dna最常用的是16srrna基因的进行鉴定区分细菌资料与方法11一般资料
吉林医学2011年4月第32卷第12期
1 资料与方法
1.1 一般资料：选择洁净级小鼠 20 只，体重接近， 10 只空腹 20 h腹腔注射STZ，72 h后加强注射，以血糖值＞11 mmol/L为标 准作为样品组；10只作为对照组，以无菌方式采取新鲜粪便，进 行DNA提取。根据长双歧杆菌、大肠杆菌、嗜酸乳杆菌和肠球菌 16SrDNA基因序列，设计相应菌属的引物。并对比PCR引物序列 的相应菌属特异性。将提取的DNA样品以PCR产物制备的标准曲 线进行分析。 1.2 统计学方法：PCR仪用系统内置软件处理后的定量结果。
16SrRNA in medical microbe application are discussed MA Zhang-lin1, TANG Shu-ming2, LOU Xu-bai1(1.Shenzhen baoan
16SrDNA在细菌鉴定中的应用
细菌基因组提取的主要方案包括： 1、水煮模板；
2、CTAB/NaCl 法；
3、盐析法
二、16S rDNA 的PCR扩增
1、PCR实验原理 多聚酶链式反应(polymerase chain reaction)简称PCR技术， 是80年代中期发展起来的一种体外扩增特异DNA片段的技 术。此法操作简便， 可在短时间内在试管中获得数百万个 特异的目的DNA序列的拷贝， PCR技术虽然问世仅数年时 间， 但它已迅速渗透到分子生物学的各个领域，引起了生 物技术发展的一次革命，目前它在分子克隆， 目的基础检 测，遗传病的基因诊断，法医学，考古学等方面得到了广 泛的应用。
此法操作简便可在短时间内在试管中获得数百万个特异的目的dna序列的拷贝pcr技术虽然问世仅数年时但它已迅速渗透到分子生物学的各个领域引起了生物技术发展的一次革命目前它在分子克隆目的基础检测遗传病的基因诊断法医学考古学等方面得到了广泛的应用
细菌16S rDNA技术在细菌鉴 定中的应用
主讲人：李新琼
一、细菌基因组的提取
PCR法的操作过程
Step 1: DNA热变性
Step 2: 引物退火
Step 3: 引物延伸
例如：艾伯特埃希菌16S rDNA扩增 引物为通用引物:27F: 5-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3 1429R: 5-GGTTACCTTGTTACGACTT-3
三、琼脂糖凝胶电泳
四、DNA测序及比对
较之5S 和23SrDNA等看家基因而异，它具有分子大 小适中，突变率小等优点，素有“细菌化石”之称。 其序列包含10个可变区（variable region）和与之相 同的11个恒定区（constant region），可变区因细菌而异， 且变异程度与细菌的系统发育密切相关。
16SrRNA基因在细菌菌种鉴定中的应用
收稿日期： ２００６－ ０５－ １２； 作者简介： 都立辉（ １９８１－ ） ， 男， 硕士研究生， 主要从事食品微生物 方面的研究； 基金项目： 国家“８６３ 计划”课题资助（ ２００２ＡＡ２４８０４１） 。
出来， 利用可变区序列的差异来对不同菌属、菌种 的 细 菌 进 行 分 类 鉴 定 。 但 较 其 它 方 法 而 言 ， １６Ｓ ｒＲＮＡ 序列测定分析更适用于确定属及属以上分 类单位的亲缘关系。
表 １ 目前比较通用的几种 １６Ｓ ｒ ＲＮＡ 基因 ＰＣＲ 扩增引物
引物
序列（ ５’－ ３’）
ｆＤ１
ｃｃｇａａｔｔｃｇｔｃｇａｃａａｃＡＧＡＧＴＴＴＧＡＴＣＣＴＧＧＣＴＣＡＣ
ｆＤ２
ｃｃｇａａｔｔｃｇｔｃｇａｃａａｃＡＧＡＧＴＴＴＧＡＴＣＡＴＧＧＣＴＣＡＣ
ｆＤ３
ｃｃｇａａｔｔｃｇｔｃｇａｃａａｃＡＧＡＧＴＴＴＧＡＴＣＣＴＧＧＣＴＴＡＧ
２ １６Ｓ ｒ ＲＮＡ 在乳酸菌鉴定方面的研究进 展
近年来 Ｔ Ｙａｍａｍｏｔｏ 等设计和合成出人肠道 区系中常见的双歧杆菌属 ５ 个种（ 两歧双歧杆菌、 青春双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、短双歧杆菌和长双 歧杆菌） 的特异性的寡核苷酸探针， 它们具有 １６￣
１９ 个碱基长度， 并与这 ５ 个种的 １６Ｓ ｒＲＮＡ 序列 互补。用天然高分子量的 ＲＮＡ 制备物作为靶子， 这些寡核苷酸探针对于人肠道中这些种的菌株具 有高度的种特异性， 结果表明用此法检测这 ５ 个 种的 １６Ｓ ｒＲＮＡ 序列能取得所期望的结果， 并且 整个试验过程从获得纯细胞物后只需 ６ｈ 可完成。
16s rdna序列 16s rrna基因序列
16s rDNA序列是细菌和古细菌特有的一种特征序列，是通过测定16s rDNA基因所编码的16s rRNA的序列而得到的。
在分子生物学和微生物学领域，16s rDNA序列被广泛应用于微生物分类、微生物多样性研究和微生物系统进化研究中。
本文将从以下几个方面对16s rDNA 序列进行介绍和分析。
一、成因和结构16s rDNA序列是细菌和古细菌特有的一种特征序列，它是细菌和古细菌核糖体小亚基rRNA基因的一部分，通常有约1500个核苷酸碱基对，可由16s rRNA基因编码。
这一序列在细菌和古细菌的核糖体RNA中起着重要的作用，它能够稳定地与核糖体蛋白结合，形成核糖体的小亚基，并参与到细菌和古细菌的蛋白质合成过程中。
二、意义和应用1. 微生物分类16s rDNA序列在微生物分类中具有重要意义，通过对16s rDNA序列进行测序分析可以鉴定和分类细菌和古细菌的种属和亚属。
这是因为16s rDNA序列在不同种属和不同亚属的细菌和古细菌之间存在一定的变异，可以作为分子生物学特征用于分类鉴定。
2. 微生物多样性研究通过对环境样品中的16s rDNA序列进行测序分析，可以了解微生物裙落的组成和结构，揭示微生物在自然界的分布和多样性。
这对于研究微生物的生态学、环境适应性和生态功能具有重要意义。
3. 微生物系统进化研究利用16s rDNA序列进行系统进化研究，可以揭示细菌和古细菌的系统发育关系和演化过程，为了解细菌和古细菌的起源、多样性和进化提供重要的分子学证据。
三、研究方法1. PCR扩增通常情况下，从细菌或古细菌的DNA中提取16s rDNA序列，然后利用PCR技术进行扩增。
通过选择适当的引物和反应条件，可以特异性地扩增出16s rDNA序列，为后续的测序分析做准备。
2. 测序分析测序是获取16s rDNA序列信息的关键步骤，目前常用的测序方法包括Sanger测序和高通量测序。
通过测序分析，可以获得16s rDNA 序列的具体碱基序列信息，用于后续的分类鉴定和系统进化研究。
16srRNA序列同源性分析与细菌系统分类鉴定（论文资料）
004 16s rRNA 序列同源性分析与细菌系统分类鉴定中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所 (北京 100050)焦振泉 刘秀梅综述 孟昭赫审校 摘要 本文介绍了16s rRNA 序列测定及同源性分析的方法,并阐述了其在细菌系统分类鉴定中的重要作用。
关键词 16s rRNA 序列同源性分析 细菌 分类鉴定 近10多年来,随着分子生物学理论和技术的迅速发展,特别是作为生物技术里程碑的聚合酶链反应(PCR )技术的出现及核酸测序技术的不断完善,产生了许多新的分类方法,如:质粒图谱、限制性片段长度多态性分析、脉冲场凝胶电泳、PCR 指纹图、r DNA 指纹图、16s rRNA 序列分析等。
它们主要是对细菌染色体进行直接的DNA 分析或对染色体外的DNA 片段进行分析,从遗传进化的角度去认识细菌,从分子水平进行分类与鉴定,使细菌的分类越来越科学和精确,特别是16s rRNA 序列分析方法的出现使细菌进化可以通过试验研究来证实。
这是细菌分类史上的一次革命,必将使人们对生物进化及其与其它生物学科关系的认识更加深入。
1 16s rRNA 的结构与性质16s rRNA 为原核生物核糖体中一种核糖体RNA 。
目前,在细菌的系统分类学研究中最有用的和最常用的分子钟是rRNA ,其种类少,含量大(约占细菌RNA 含量的80%),分子大小适中,存在于所有的生物中,特别是其进化具有良好的时钟性质,在结构与功能上具有高度的保守性,素有“细菌化石”之称。
rRNA 在大多数原核生物中都具有多个拷贝[1],5s 、16s 和23s rRNA 的拷贝数相同[2],16s rRNA 由于大小适中,约115kb 左右,既能体现不同菌属之间的差异,又能利用测序技术来较容易地得到其序列,故被细菌学家及分类学家所接受[3]。
所以,“细菌系统学研究特设委员会”建议依据系统发育关系分类。
通过对其序列的分析,可以判定不同菌属、菌种间遗传关系的远近。
16SrRNA在海洋微生物系统分子分类鉴定及分子检测中的应用_洪义国
第23卷第1期 海 洋 水 产 研 究 Vo l.23,No.1 2002年3月 MARINE FISHERIES RESEARCH M ar.,2002文章编号:1000-7075(2002)01-0058-06・综述・16S rRNA在海洋微生物系统分子分类鉴定及分子检测中的应用洪义国 孙 谧 张云波 李勃生(中国水产科学研究院黄海水产研究所,青岛266071)摘要 16S rRNA序列分析作为微生物系统分类的主要依据已得到广泛认同,随着微生物核糖体RNA数据库的日臻完善,该技术成为细菌分类和鉴定的一个有力工具。
本文总结了16S rRNA作为海洋微生物系统分子分类鉴定的理论基础和具体方法,分析了用16S r RNA研究海洋微生物的进化关系,并且对16S rRNA在海洋微生物分子检测中的应用作一评述。
关键词 16S rRNA 海洋微生物 分子分类鉴定 分子检测中图分类号:Q939;Q522+.3 文献识别码:AThe application of16S rRNA in molecular classification, identification and molecular examination in marine microbic systemHO N G Yi-g uo SU N M i ZHA N G Yun-bo L I Bo-sheng(Yellow Sea Fisher ies Resear ch I nstitute,Q ing dao266071)ABSTRACT T he theoret ical base and det ailed met hod of16S rRN A application in molecular classif ication,identificat ion and ex aminat ion in marine microbic sy stem w ere summarized.T he evolutional relationship of marine bacteria studied w ith16S rRNA w as analyzed,t he applicat ion of16S rRNA to molecular examinat ion of marine microbe w as review ed.KEY WORDS 16S rRN A M arine microbeM olecular classification and identificat ion M olecular examinat ion 随着分子生物学和分子遗传学的飞速发展,16S rRNA在海洋微生物学的研究中起到越来越重要的作用,作为海洋微生物系统分类和有害海洋微生物的分子检测的主要依据已得到广泛认同。
16SrRNA基因序列分析在原核生物种的分类中的应用
16S rRNA的系统发育分析
NCBI Blast： /
与数据库中已知细菌比较获得样品种属的信息，找到 同源性比较高的细菌。
通过LPSNhttp://www.bacterio.cict.fr/index.html 查找得到比对后同源性较高细菌的DNA序列。
再将得到的DNA序列输入MEGA软件进 行建树。
16S rRNA 基因序列分析技术的问题：
1、首先是数据库的完整性,尽管数据库收录的细菌 种类在不断增加, 但还会遇到不能确定的情况;早期 所测定的结果也不尽正确。
2、数据库中有些序列中还存在很多不清楚的位点。 其序列中存在着突变速度很快的“热点”区域和 高度保守的区域 , 因此其确切的进化速度目前还不 清楚。
16SrRNA基因序列分析
—物种鉴rRNA 基因序列是编码 rRNA 相对应的 DNA序 列，存在于所有原核生物的基因组中。
特征
在众多的生物系统发育相关性水平指标 中，16SrRNA 基因序列由于具有如下特征：
(1)
具有重要且恒定的生理功能； (2) 既含有高度保守的序列区域，又有中度保守 和高度变化的序列区域； (3) 基因序列长度适中； (4) 普遍存在于原核生物中且易于提取。
ＤＮＡ测序获得 １６ＳｒＤＮＡ序列
判断16SrＤＮＡ序列扩增是否成功：
经琼脂糖凝胶电泳在1500bp附近出现条带， 说明16s rDNA已经扩增成功.由于16s rDNA序列 长度一般1500bp左右。
DNA测序获得16SrRNA处理后得到的结果
GCATGCGGCGTGCTATACATGCAAGTCGAACGAACTCTGGTATTGATTGGTGCTTGCATCATGATTTACATTTGAGTGAGTGGCGA ACTGTGAGTAACACGTGGGAAACCTGCCCAGAAGCGGGGGATAACACCTGGAAACAGATGCTAATACCGCATAACAACTTGGACCG CATGGTCCGAGTTTGAAAGATGGCTTCGGCTATCACTTTGGATGGTCCCGCGGCGTATTAGCTAGATGGTGGGGTAACGGCTCACC ATGGCAATGATACGTAGCCGACCTGAGAGGGTAATCGGCCACATTGGGACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGGCAGCAGT AGGGAATCTTCCACAATGGACGAAAGTCTGATGGAGCAACGCCGCGTGAGTGAAGAAGGGTTTCGGCTCGTAAAACTCTGTTGTTA AAGAAGAACATATCTGAGAGTAACTGTTCAGGTATTGACGGTATTTAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGG TAATACGTAGGTGGCAAGCGTTGTCCGGATTTATTGGGCGTAAGCGAGCGCAGGCGGTTTTTTAAGTCTGATGTGAAAGCCTTCGG CTCAACCGAAGAAGTGCATCGGAAACTGGGAAACTTGAGTGCAGAAGAGGACAGTGGAACTCCATGTGTAGCGGTGAAATGCGTAG ATATATGGAAGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTGTCTGGTCTGTAACTGACGCTGAGGCTCGAAAGTATGGGTAGCAAACAGGATT AGATACCCTGGTAGTCCATACCGTAAACGATGAATGCTAAGTGTTGGAGGGTTTCCGCCCTTCAGTGCTGCAGCTAACGCATTAAG CATTCCGCCTGGGGAGTACGGCCGCAAGGCTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAAT TCGAAGCTACGCGAAGAACCTTACCAGGTCTTGACATACTATGCAAATCTAAGAGATTAGACGTTCCCTTCGGGGACATGGATACA GGTGGTGCATGGTTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTATTATCAGTTGCCAGC ATTAAGTTGGGCACTCTGGTGAGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAATCATCATGCCCCTTATGACCT GGGCTACACACGTGCTACAATGGATGGTACAACGAGTTGCGAACTCGCGAGAGTAAGCTAATCTCTTAAAGCCATTCTCAGTTCGG ATTGTAGGCTGCAACTCGCCTACATGAAGTCGGAATCGCTAGTAATCGCGGATCAGCATGCCGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTT GTACACACCGCCCGTCACACCTGAGAGTTTGTAACACCCAAAGTCGGTGGGGTAACCTTTTAGGAACCAGCCGCCTAAGGTGACAG AGATGG
16SrRNA基因在脑脊液细菌鉴定中的应用
Chinese Journal of Clinical Laboratory Science, 2002, Vol 20, N o 4 中图分类号 : R446 5 文献标识码 : A
lu等3根据16srrna基因的高度保守区设计一套引物扩增出了金黄色葡萄球菌表皮葡萄球菌化脓性链球菌无乳链球菌肺炎链球菌肠球菌结核分枝杆菌大肠埃希菌克雷伯杆菌粘质沙雷菌阴沟肠杆菌铜绿假单胞菌奇异变形杆菌流感嗜血杆菌和脑膜炎奈瑟菌等各种细菌扩增产物均为996bp但大部分pcr产物的hae酶切图谱不同金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌不能被hae酶切以mn消化则可产生不同的模菌鉴定中的应用
刘毅 , 韩金祥( 山东省医药生物技术研究中心, 济南 250062)
关键词 : 16S rRNA 基因 : 脑 脊液 ; 细菌 脑脊液 ( CSF ) 病原菌的检测鉴定主要是通过培 养和免疫 学方法 , 但都 存在 明 显的 不足 [ 1, 2] 。目 前 , 大 多数 致病 菌 的 16S rRNA 基因都已测序完成 , 采用 PCR 技术扩增 16S r RNA 基因 , 用于细菌的鉴 别和 分类 , 在脑 脊液 病原 菌检测 鉴定 中 的应用研究越来越多。本文就其近年来的应用作一综述。 1 16 S rRNA 编码基因及其特点 细菌中 编码 r RNA 的 基因 是按 5 16S 23S 5S 3 方式 排 列的 , 由 两 个 非 编 码 的 间 隔 区 序 列 ( internal tr anscribed spacers, IT S) 所分开 , 5S rR NA、 16S rRN A、 23S r RNA 三部 分 组成一个 RNA 操纵子 , 作为一个 单位转录 , 再加 工成为成 熟 的 r RNA 。 16S r RNA 编 码 基 因 是 指 细 菌 染 色 体 上 编 码 r RNA 相对应的 DNA 序列 , 存在于所有细菌的染色 体基因组 中 , 也存在于衣原 体、 立克次 体、 支原体 、 螺旋体、 放线菌等 原 核生物中 , 但不存在于非原核生物如 病毒、 真菌等的 体内 , 它 具有以下 特点 : ( 1) 多拷 贝 : 16S r RNA 编码 基因以 多拷贝 形 式存在于所有细菌染色体基因组中 , 每 个细菌约 含 5~ 10 个 拷贝 , 这使得对 该基 因的 检测具 有敏 感性。 ( 2) 多 信息 : 16S r RNA 编码基因内部结构由可变区和保守区组成。保守区 为 所有细菌所共有 , 细 菌间 无差别 , 有 分 子化 石! 之称。可 变 区在不同细菌之间存在有不同程度的差异 , 具有 属或种的 特 异性 , 可变区与保守区交错排列。可 根据保守区 设计各种 细 菌的通用引物 , 也可根据可变区设计 特定细菌的 特异引物 或 探针。16S rRN A 基因可变 区所含信息的种间差 异使检测 具 有特异性。( 3) 长度 适中 : 16S rRNA 编 码基 因长 度适 中 , 约 1500 bp, 不象 23S r RNA 基 因 序 列太 长 不易 进 行全 序 列 测 定 , 因此 , 各种细菌 16S rRN A 基因的测序工作在微 生物学界 成为热点。目前 , 人体 液中常 见病原菌 的 16S rR NA 基因 几 乎全部 测 序 完 成 , 为 细 菌 的 基 因 诊 断提 供 了 条 件 [ 2] 。 16S r RNA 编码基因的这些特点使之成为较理想的细菌基因分 类 的靶序列 , 逐渐成为细菌鉴别、 分类的金标准。 2 应用程序 2. 1 细 菌 基 因 序 列 查 询 在国 际生物 技术信 息中 心 ( NCBI ) 的 Genebank 数 据 库 ( http: / / www . ncbi. nlm. nih. g ov) 上 , 查询所要检测的细菌所有的 16S rRN A 编码 基因 , 用 计算机软件 Vector NT I Suite5. 5 进行 Allignment 比对 , 各自特异性序列。 2 . 2 BLA ST 比对 在国 际生 物技术 信息 中心 ( N CBI) 公 共 序列库 BLA ST 上 , 粘 贴从 N CBI 的 Genebank 数据库 中获 取 的核酸序列 , 采用 FORM AT 格 式 , 逐个碱 基进 行 BL AST 比 对。 2 . 3 引 物 软 件分 析 在 免 费 在 线 的 PCR 引 物 设 计 程 序 Primer 3( http: / / w ww. genome. wi. mit . edu) 中点 击 Geno me. Center Software 条 目下 的 W WW Primer Picking ( P rimer3) , 粘贴从 N CBI 的 G enebank 数据 库中 获取 的核 酸序 列 , 采 用 FAST A 格式 , 输入引物设计参数 , 由此设计出 最佳引物。 3 在 CSF 病原菌检测中的应用 目前 , 测定 16S rRN A 编 码基因 进行细菌 平行诊 断结 合 培养法 ( 与培养法平行进行 ) , 已在临 床病原菌 的诊断方面 获 得很大成功 , 常用的检测方法如下。 3. 1 PCR- 探针杂交 根据 16S rRN A 编码 基因可 变区 的 序列设计一系列特 异性探 针 , 通 用 P CR 扩 增含 有可 变区 的 部分 16S r RNA 基因 , 然后 与 特异 性 探 针进 行 杂交。 早 在 1994 年 , Gr eisen 等就建立了通用 PCR Sout hern 杂交技术 , 他 们在细菌的 16S r RNA 基因的 保守区 设计了 一套通 用引物 , 检测了 100 多株细 菌 ( 包括引 起败血 症、 脑 膜炎的 主要病 原 菌和临床标 本 中 常 见 的 污 染 菌 以 及 螺 旋 体 和 支 原 体 ) 的 DNA, 另 外 设 计 了 三 套 探 针 与 扩 增 后 的 PCR 产 物 进 行 Southern 杂交 , 第一套包括 通用、 革兰 阳性、 革兰阴 性寡核 苷 酸探针 , 通用探针 R DR 245 选自 16S rRNA 基因的保守区 , 位 于大肠埃希菌 ( E. coli ) 16S rRNA 基因核苷酸 编码位置 1369 ~ 1395 bp 处 ; 革兰阳性 探针 RW O3 和革兰阴性探针 DLO 4、 RDR278 均位于 E col 16S rRNA 基 因的 1190~ 1217bp 处 , 正确鉴定出了大多数被检的细菌 ; 第 二套包括 7 条探针分 别 用来检测脑膜炎奈瑟菌、 流感 嗜血杆 菌、 肺 炎链球 菌、 B 群链 球菌 、 单核细胞增多 性李 斯特 菌、 肠道细 菌和 金黄色 葡萄 球 菌 ; 第三套由 5 条探 针组 成 , 用来 检测常 见的 被认为 是污 染 的细菌 : 如芽胞杆菌、 棒状杆菌、 丙酸 杆菌和凝 固酶阴性葡 萄 球菌。第二套和第三套探针正确鉴定出了代表 18 种 CSF 常 见病原菌和污染菌的 60 多株不 同的标准菌 株。该方法敏 感 性高达 3 CF U 或 10 拷 贝 , 在 临 床 上 可 用 CSF 直 接 提 取 DNA, PCR 扩增然后杂交 , 不必经过培养。将该套引物、 探针 做反向斑点杂交或微孔板杂交 , 就可 对一份脑 脊液得到多 个 探针杂交结果 , 为临床提供了一种快 速敏感的 检测病原菌 的 新方法 [ 1] 。目前 PCR- 反 向斑点 杂交法 因简 便快速 已逐 渐 取代 PCR- Southern 杂交。 PCR- 反向斑点杂交法的原理为 , 将特 异探针 点样于 硝 酸纤维素薄膜或尼 龙膜 , 以 生物 素或 地高 辛标 记的 PCR 产 物与之杂交 , 加入与碱性磷酸 酶结合 的抗体 , 与 PCR 产物 结 合 , 再加入显色底物 , 通过比色检测结果。 Shang 等 [ 2] 以细 菌 16S rR NA 基因 为靶序 列 , 设 计引物 及寡核 苷酸探 针包括 通 用探针、 革兰阳性探针和革兰 阴性探 针 , 采 用 PCR 加反向 杂 交检测标准菌株及临床标本 ( 22 例血培养阳性标本和 4 例脑 脊液 培养阳 性 标本 ) DNA , 均 扩增 出 371 bp 的 DNA 条 带。
16S～23S rRNA基因序列在细菌鉴定中的应用
16S～23S rRNA基因序列在细菌鉴定中的应用于超;郭海勇;魏嘉良;钱爱东【摘要】近些年围绕16S～23S rRNA基因间隔区发展起来的分子生物学技术为细菌多样性的研究开辟了新的途径,使得人们在细菌多样性的研究中得以摆脱传统分离培养的束缚,进而使分析方法得以长足拓展,并为指导实践提供可靠的理论依据,作者就16S～23S rRNA基因间隔区序列的特点、应用及发展前景作一简述.%In recently years.molecular biology techniques,based on the intergenic spacer region between 16S rRNA and 23S rRNA, has developed some new approaches to study the bacterial diversity. This technique which doesn't depend on traditional ways expands related analysis methods and provides reliable theoretical basis. This study reviewed the sequence features, applications and development prospects of 16S to 23S rRNA intergenic spacer region.【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2012(039)002【总页数】4页(P57-60)【关键词】16S～23S rRNA基因间隔区;细菌;多样性【作者】于超;郭海勇;魏嘉良;钱爱东【作者单位】吉林农业大学动物科学技术学院,吉林长春130118;吉林师范大学生命科学学院,吉林四平 136000;吉林农业大学动物科学技术学院,吉林长春130118;吉林农业大学动物科学技术学院,吉林长春130118【正文语种】中文【中图分类】Q522+.3自然界中微生物（以细菌为主）无处不在，它们繁殖速度快、数量庞大、适应性强、种类繁多。
利用16S rRNA基因序列分析进行微生物分类鉴定
利用16S rRNA基因序列分析进行微生物分类鉴定【实验目的】1. 了解微生物分子鉴定的原理和应用。
2. 掌握利用16S rRNA基因进行微生物分子鉴定的操作方法。
3. 运用软件构建系统发育树并对微生物进行系统发育关系分析。
【实验原理】长期以来，对微生物的分类鉴定主要采用分离培养、形态特征、生化反应和免疫学等方法。
但这些传统手段均存在耗时长、特异性差、敏感度低等问题，难以满足现代细菌学研究的发展要求。
随着分子生物学技术的迅速发展，特别是聚合酶链式反应( PCR) 技术的出现及核酸研究技术的不断完善，产生了许多新的分类方法，如质粒图谱、限制性片段长度多态性分析、PCR 指纹图、rRNA 基因（即rDNA）指纹图、16S 核糖体核糖核酸（ribosomal RNA，rRNA）序列分析等。
这些技术主要是对细菌染色体或染色体外的DNA 片段进行分析，从遗传进化的角度和分子水平进行细菌分类鉴定，从而使细菌分类更科学、更精确。
其中原核生物16S rRNA 基因（真核18S rRNA 基因）序列分析技术已被广泛应用于微生物分类鉴定。
核糖体rRNA对所有生物的生存都是必不可少的。
其中16 S rRNA在细菌及其他微生物的进化过程中高度保守，被称为细菌的“分子化石”。
在16S rRNA分子中含有高度保守的序列区域和高度变化的序列区域，因此很适于对进化距离不同的各种生物亲缘关系的比较研究。
其具体方法如下：首先借鉴恒定区的序列设计引物，将16S rRNA基因片段扩增出来，测序获得16S rRNA基因序列，再与生物信息数据库（如GenBank）中的16S rRNA基因序列进行比对和同源性分析比较，利用可变区序列的差异构建系统发育树，分析该微生物与其他微生物之间在分子进化过程中的系统发育关系（亲缘关系），从而达到对该微生物分类鉴定的目的。
通常认为，16S rRNA基因序列同源性小于97 %，可以认为属于不同的种，同源性小于93~95 %，可以认为属于不同的属。
16SrDNA序列在微生物的分类鉴定上的应用
16SrDNA序列在微生物的分类鉴定上的应用摘要随着生物技术的迅速发展，16SrDNA分析技术在微生物分类鉴定及分子检测中得到广泛应用。
根据16SrDNA的保守域和高变域，可以进行种属的鉴定。
16SrDNA分析技术克服了传统生物培养法的限制，操作方便，检测快，准确度高且灵敏度高，已被广泛应用到菌种鉴定、群落对比分析、群落中系统发育及种群多样性的评估，是一种客观且可信度高的分类方法。
关键词16SrDNA 微生物分类鉴定传统的微生物分类是根据菌落的形态特征和生理生化特性，对菌种进行纯培养分离，然后从形态学、生理生化反应特征及免疫学特性加以鉴定。
但近几十年来，传统微生物分类鉴定得到了巨大的革新，许多新技术和方法在微生物分类中得到广泛应用，使微生物分类鉴定从一般表型特征的鉴定，深化到遗传特性的鉴定。
1.微生物形态比较分类法的局限性1.1 不能正确反映微生物形态由于微生物菌群在进行纯培养时，不可避免地会造成菌株的富集或衰减，人为地改变了原始菌群的微生物生态构成，对研究结果造成了较大的偏差①。
这样在应用上就只能局限于对简单环境下的微生物的研究，而对复杂环境下的微生物不能加以有效分析，严重影响了微生物基因组的研究。
1.2微生物资源大量丢失许多研究研究表明，在自然环境中有相当多的菌种（约90%～99%）用纯培养方法无法培养出来。
同时，纯培养分离方法采用配制简单的营养基质和固定的培养温度，忽略了气候变化和生物相互作用的影响，这种人工环境与原生境的偏差使得可培养的种类大大减少，仅占环境微生物总数的0.1%～1%②。
因此，由于绝大多数微生物无法培养得到，丢失了大量微生物资源，对微生物多样性的认识较片面。
1.3不能保证分类的准确性和科学性对形态特征、理化特征、菌体某些化学成分等特征完全相同时，可较准确的分类，但是对某特性中有某些差异的，往往难以判断。
而且，方法繁琐耗时。
2. 16SrDNA及其鉴定依据2.1 16SrDNA简介16SrDNA是编码原核生物核糖体小亚基rRNA(16SrRNA)的基因,长度约1500bp,是细菌分类学研究中最常用、最有用的“分子钟”, 其序列包含10 个可变区( variable region ) 和与之相间的11 个恒定区( constantregion) ,可变区因细菌而异,且变异程度与细菌的系统发育密切相关。
【doc】16SrRNA基因测序技术在临床细菌学鉴定中的应用
16SrRNA基因测序技术在临床细菌学鉴定中的应用国医学检验杂志加陀年8月第3卷第4期Chlm~V o1.3.No.4 gionmethylationwillbeapromis~approachforusingDI~IA.basedlnalrkelrfortheearlydetectionofhumanrcan.Cers.1~affm[1]Jaaes,P.A.,andTatid.D.(2001)"lllemleDI~IAmethylationinn瑚皿如.啪~,,eties.Sciet,lee293.1068—1070.[2Jl~lass,S.J.,}kⅡⅫ,J.G.,C-6bri~,E.,lvea.seia,P.w.,Pad,F.F.,1)avidsola,N.E,andG神,J.R.(zooo)Abetl~tmethylafi~theesIecept饵andF.,-caltlelln5'c_.pcislands.mmB∞with一nallt∞inlⅡlm聃breast删嘲.G帅.叮Res.60,43464348.[3JBayli.,SB.,H∞m,J.G.,G神,J.R.,Y e~ino,P.M.,mdlssa,J.P.(199~)Alte~ratiainDI~IAmethylation=afundamental∞:ctIleo一.Adv.Caiic~es.72,141—196[4]Palmim,w.A.,DivineK.K.,SG,~omarmoG.,Ginil,~lG.D.,BaylinS.B.,Hl∞mJ.G.,andBelimkyS.A.(zooo)PrctiIIglullgcⅢbd曲ectiIlgaben'antpr,m~methylationinsputum.C,allC~rRes,60,5954-5958[5]F~eller,M.,Coin,P.G.,B,,yli.,S.B.,andH口mm,J.G.(2001)Ag,mehyr,em~ylationlⅡⅡmc.Gm.目Res,61,3225—329.[6]lIttp://,H~w.intea'ganeo.eom/methylation.hmai口]H口mm,】.G.,Graft,J.R.,l~lyollanen,S.,N,B.D.,andB陆,S.B.(1996)Metl叫硼一甲ec访cPER-.anovelP(assayfor methylationslatusc_.pcislandsProe.NailAcadSei,93,9821-9826.[8]b,Y.M.,~/ontg,1.H.,刁Ⅷ唱,J.,'rein,M…SNg,M.H.,andHjcIm,N.M.(1999)Quantitativeanalysisabea'rantp16methylationIlls—iIlgreal-tiraequ~titativemdl印础c~y,,msedulinI憎dim.C日Res,59,3899-39Q3【9]Ends,C.A.,岫,KI).,Kawkami,K.,虹,LIB.,Blake,C,Shib~,D.,mn,P.V.andIJild,P.W.(2OOO)l~lethyllght-.ahiO,-~assayto~JtreDI~IAmethylation.NudeieAcidsRes,28,E32E10]~mntg,x.,~ma,L.,and1)avidson,N.E.(2001)I)NAmethylationin bl,east咖.F_lldoerRelatCam,8,l15-127.[11]Esldk,M.,andHl邪1弧,J.G.(2ID吆)c锄oer硝锄印c缸:DI~IAmethylationanddⅡq瑚吐ica】I刮inlnJ咖tumouls.J411+Pathol,196-.1-7E12]Eit~ei-,M.,Sac啤船,M.,Iell,R.,Sil,D.,Baylin,SB.,andltemm,J,G.(1999)[1~teeliola蛔nI吐∞瞳0'一盯~lafion铷pI啊嘲8ruesin钾哪DI~IAfrom脚—m—l!celllIlng咖t~ie,lts.GmoerRes.59,67-70.【13JEvlmn,E.,Dooley,W.C.,IJmbrieht,C.B.,R,D.,S~ehi.N.,b6els∞,E,Soito,A.B.,flung,D.T.,mg,B.,,N.E.,andSdoJmr,S.(2001)Detectionbreast瑚Iloefcellsindue—tall唧fluidbymethylation-specificP(.,357,1335-1336.[14]Sand№CqIes,M.,E8telk,M.,wu,LI,NM∞叵-mish,H.,~oo,G.H.,Koch,W.M.,Jen,J..ttemm,J.G.,andSi由岫,D.(2000)(pr,m~hypennethylationinIIirlw-m~andserI啦head andneck咖t~ie,lts.C∞目Res,60,892-895[15]LiuzJ,MaekawaM,ItoriiT,M皤ilaMandKmnoT.(2002)"lllemIll—titlepr,m~methylafionPR伊晴and腿ag,meinn附cells.日中川医学研究者制度第l0期特别研究者研究报告会报告集.2002年3月,东京(收稿日期:2002-08-17)16SrRNA基因测序技术在临床细菌学鉴定中的应用TECIINOLOGYOF16SrRNAGENESEQUENCINGANDITS CLlMCAIAIPICATICAlNBAC【IA】[1[Ij团T】[15'】.(L1ON傅占江,刘宝文,江源,刘体全(白求恩军医学院检验教研室,河北050081)[中图分类号]R446.5[文献标识码]A[文章编号]1606—8O25(2OO2)04一O223—04 关键词:16SrRNA;序列测定;细菌鉴定/l删n凼:16SrRNA;gonesoq1.m~ba咖嘲棚厅c甜0n临床细菌学鉴定的发展方向是快速,准确,成本低.分子生物学方法能够比较快速的鉴定病原菌,限制其大规模走向临床的主要因素就是其成本较高.但是对于诸如结核分枝杆菌等生长比较缓慢的致病【综述】【Review]菌的鉴定来说,分子生物学技术的应用尤为必要.分子生物学技术不但快速,准确,并且适用于几乎所有致病菌的检测甚至发现新的病原菌.一但一种新技术建立起来,就要对其进行一系主垦匿堂熊堕盘查生旦蔓鲞蔓塑JⅢcImlofMedicalLab嘎帅Teehnok~2[112..3.№.4 列方法学分析.比如基于探针杂交原理的Gen—Probe技术就提供了针对不同病原菌的试剂盒[].这种技术比较特异,但是对于每一个分离纯化的细菌都要单独进行杂交检测,其限制因素就是提供的探针种类数目有限.高探针密度的微阵列技术(芯片)可以将针对所有常见病原菌的探针固定,以改变传统杂交一一对应杂交而实现对病原菌快速,准确鉴定【7-9J.杂交技术的缺点就是对新的致病菌的鉴定无能为力,而基因序列测定技术正是解决这个问题的有力工具.多年来,由于16SrRNA基因的高度保守分子特性,使得其序列分析在细菌基因多态性及分类鉴定中发挥着重要作用.并且在可疑感染中,16S rRNA基因的序列测定在发现新的致病菌方面也具有重要意义.下面就将该技术相关情况综述如下:116SrRNA的基因16SrRNA的基因有几个显着特点使得细菌学家青睐于临床细菌学的鉴定.一是该基因存在所有细菌体内;二是该基因基本高度保守,所以随机变异几率远远大于选择性变异[1o];三是该基因序列足够长(1.5kb),包含大约50个左右的功能域,功能域较多就使得选择性变异所导致的功能域变化发生的范围较窄,考虑到这种情况,我们可以利用其他功能域进行细菌的分类或鉴定[12].遗憾的是16SrRNA基因序列并不是鉴定特异菌株的完美分子标志.因为株间序列的差异主要靠DNA—DNA同源性来确定. 细菌分类学家将具有70%以上DNA同源性的菌株划分为同一菌株[11],在这个水平上,16SrRNA基因的.同源性可达到97%以上[12].16SrRNA基因同源性低于97.5%两种细菌可以不考虑为同一种属.然而,有一些菌株,比如龟分枝杆菌和脓肿分枝杆菌,DNA同源性还不到50%,而它们的16SrRNA基因的I茜丑源性却达到99%甚至100%[13引.根据这种情况, 只靠16SrRNA基因来进行分类是不科学的,应该考虑多种因素在内来进行细菌分类与鉴定.依据现有技术,在临床,相对于传统细菌鉴定方法来说,对16SrRNA基因进行全序列测定不是完全可取的.目前,基因测序仪一次只能测定500bp的序列,要对1500bp的序列进行测定需要几个反应,其成本与复杂性限制了其在大多数临床实验室的开展.更何况对于多数细菌鉴定来说,没有必要对其全序列进行测定,因为基因的异质性大多存在于5端5OO个碱基范围内[15-17],因此只需对5端5OO 个碱基序列进行测定就可以满足临床纯化菌株的鉴定,但是对于新的病原菌,还是需要对全序列进行测定.2序列测定(测序)技术不同的生产商所提供的试剂与设备决定了测序步骤的多样化,但是原理都是相同的(见图1).细菌菌落J提取DNAJPCR扩增J纯化扩增产物J凝胶电泳对产物进行检测J测序循环J纯化测序产物J序列数据分析J数据库中比较图1序步骤DNA提取方法很多,但是,不同提取方法对细菌DNA测序鉴定结果的影响是不同的[18-19].提取的DNA经PCR扩增后,要对扩增产物进行凝胶电泳分析以确保目的片移的忠实扩增.接下来的测序循环以及对凝胶电泳后的数据读取,剪切,编辑,在数据库中相似性对比查找等步骤都比较统一.AppliedBiosystems公司提供了16SrRNA基因序列分析试剂盒,其中包括相关的试剂,软件以及序列数据库.有两种型号的试剂盒:一种可以对全序列进行测定,包括一个扩增反应和12个测序反应(正向和反向各6个);另一种是500bp试剂盒,只对5端的500bp进行测定.包括两个测序反应(正向和反向各一个).这些试剂盒的设计考虑到了细菌鉴定的通用性,比如引物是针对所有细菌基因最保守的序列而设计的.MecroSeq软件提供了序列拼接,编辑,数据库中的比较查找,文件管理等功能.该软件的突出优点就是其数据库提供了近1100种不同的序列,并且几乎所有这些序列都来自标准典型菌株,以确保数据结果的可靠性与权威性.尽管Microseq是目前唯一的商品化的16SrRNA基因序列测定系统,但实验室可以根据自己的情况建立起自己的反应系统,因为这些反应在任何温度循环仪上都可以进行,另外,可供选择的相关的数生垦匿堂焦苤查笙8月第3鲞蔓期ChlneeeJ叫|lalofMedicalbb0mchn0l2OO2.AI*坷tv01.3.No.4据库,软件也比较多(见表1).GenBank收集了几乎所有公开的DNA序列,它是最完备的序列数据库.核糖体数据库计划(RibosomalDatabaseProject, RPD)和医学微生物核糖体基因差异数据库(Riboso—malDifferentiationofMedicalMicmb-organisms,RIDOM) 只收集了核糖体基因的序列数据和医学相关的细菌核糖体基因序列J.至于数据库的选择,主要考虑因素就是其准确性,有效性.对于GenBa来说,任何个人都可以向该库递交序列,并标记上一个种类名字,如果利用该库来进行临床细菌学的鉴定将是非常危险的.但是这并非否定该库巨大的生物信息资源,只是说,如果要走向临床应用,有些数据还要得到相关权威部门的认可.目前,最好的办法就是公用与商用数据库结合使用,以寻找适合自己实验室的可行方法.表116SrRNA基因序列数据库数据库网址GenBank公用核糖体数据库计划 Ⅵ/f∞PIml/index.}血liwww.ridom.dewww.rotate,me.eh测序结果基本都比较明确,如果测序结果出现杂乱现象(比如电泳图谱模糊),考虑到的主要因素是培养基的污染,也可能是由于纯化的细菌携有多个拷贝的16SrRNA基因.16SrRNA基因的拷贝数在不同菌株中是有差异的,比如E.Coil携有7个拷贝,分枝杆菌携有1～2个拷贝,并且这些拷贝的序列都是特异的,出现这种现象的原因还不十分清楚J.在临床有关这方面的报道目前只有两篇文献,出现这种现象的原因可能是大家太注意前期的扩增步骤,没有考虑到少数细菌的这种特性.这种细菌的扩增产物可以将其插入到克隆载体中再进行测序. 如果细菌存在多个拷贝的16SrRNA基因,无疑增加了16SrRNA基因的特异性.3基于16SrRNA基因序列测定的临床应用研究表明,针对生长比较缓慢,非特异的以及用传统方法难以鉴定的细菌,该技术尤为实用.临床最早应用的是对各种分枝杆菌的鉴定.Ro#l等【is]是最早介绍只用16SrRNA基因的5端序列就可以满足以临床常见分枝杆菌的鉴定.Krischner等人[矧采用一种特异性引物来对临床分离到的分枝杆菌进行DNA扩增和测序,得到了较好效果.Tang等人【驯利用MicroSeq5500bp试剂盒对棒状杆菌以及棒状杆菌相关菌进行了鉴定.对于药物治疗以后难以分离和鉴定的病原菌,可以采用该技术直接对标本进行检测,有关这方面的报道也比较多,这里不一一赘述.在发现新的致病因子方面,采用该技术用于惠普尔疾病(肠原性脂肪代谢障碍)以及杆菌性血管瘤(巴尔通体菌引起)诊断,发现了新的病原体.另外,人欧利希病和少菌性骨髓炎致病因子也是通过PCR扩增16SrRNA进行序列分析发现的.该技术需要一定的试剂,温度循环扩增仪和序列测定仪,用已知的序列数据库来对序列测定结果进行相似性比较,以确定相应的或是新致病菌.目前相关试剂已经商品化,适于临床实验室的温度循环扩增仪机序例测定仪的应用也有报导,同时公用和商用的相关数据库的数目在不断增长.尽管条件完全允许,但是所有这些对一些普通的临床实验室来说还是相对比较昂贵.任何一项新技术的诞生,除技术本身的优越性外,其成本效益是临床考虑的主要因素.基因的序列测定相对来说是一项比较昂贵的技术.有关实验室初步估计其单项检测(无阴阳性对照)费用在加～85美元不等[-32],如果加上阴阳性对照,成本可能还要高.尽管如此,不可否认16SrRNA基因测序技术的优越性,只有开发比较自动化的技术方法以降低成本才是其大规模临床应用的前提.4结语近十多年来,随着分子生物学理论和技术的迅速发展,特别是PCR的出现及核酸测序技术的不断完善,产生了许多新的包括16SrRNA基因序列分析在内的细菌分类鉴定方法.它们主要是对细菌染色体进行直接的DNA分析或对染色体外的DNA片段进行分析,从遗体进化的角度去认识细菌,从分子水平进行分类与鉴定,使细菌的分类与鉴定越来越科学和精确,特别是本文提到的分析方法,它必将使人们对生物进化及其与其他生物科学关系的认识更加深入.参考文献【ljLebmnL,Fapim~F,PocedaJD,eta1.Evaluation0fncllladi4Mic~ DNAproesfmidentification0fmycoimcteria.JQiIlMicrobiol,l992,30: 钉B2d78.[2]lk~beauPP,HeiterBJ,e0fGin-ProbeAccupr0beB~tococctmtesttodetectgroupBstreptococciinbrothcultures0f一nal-anorectalspecimensfrompremtmm:c0哪,aris∞wit}ltradititml culturemethod.JQiIlMicrnbiol,l997,35:l44_l47.[3]DenysGA,liB.Identification0f啊,t0spIlm∞withaDNAprobe.JCainMicrnbiol,1992,30:2"/25-2727.[4]Y ongH,MoyesAS.c0qwativeevalu~on0fAccuPro~cultureidmt/fl—226垦医堂捡验杂志20o2年8月第3卷第4期cbine cationtestforNeisseria蛐眦Ill0朗eandotherrapidmethods.JOinMicro—bid,1993,31:1996-1999.[5]PadhyeAA,s;商tllG,Me]ml~linD,ela1.c0q脚veevahiati~0fdwⅢm血leDNApand8nexoantigentestforrapididentifieatkmofH-塔placElp日d砷Im.JClinMici~ol,1992,30:3108—3111.[6]nAA,SmithG,Sumd~lPG,eta1.C(~al-aliveevahiati~0fdwⅢm血le咖tDNApmbeassaysandexoantigeatestsforrapididentifi一ofBl哪∞dennatitidisandCoecidioidesinanitis.JaMierobi—ol,1994,32:867-870.[7]WesfinL,MiuC,V ollmerD,ela1.Antimierohialresistanceandbac—terialidentificationll曲r-gamicmelectnmlcchiparray.JC1inMierobiol, 2001,39:1097-1104.[8]山0nyRm,BrownTJ,FrenchGL.P,~pid吐ofbacte~miabyu—nivel~al口c越i∞of23Srib0∞malDNAfollowedbyhybridiTnli~to蹰diganudeoddearray.JOinMierobilo,20OO,38:781-788.[9]TmeschA,NguyenH,MiyMaCG,ela1.Mycobacterinmspeciesidenti—fieatimaand呷resistancetestingwithhigh-densityDNAprobeair—rays.JOinMidD0b,1999,37:49-55.[10]WoeseCR.Bacterialevolution.MierobiolRev,1987,51:221-271.[11]i9d.1U,S,HmakZ,ela1.unbohemicumsp.Nov,anewslow-g~wing吕c0t0c|uc0I瑚llicmycobacterium.IntJSystBacteriol,1998,镐Pt4:1349—1355.[12]StackebrantE,BML.Taxonomicnote.*AplaceforDNA-DNA16SrRNAreamociatkmand16SrRNAse【IIlmm面inthepresem speciesJefinifi~inRac~do,1994,44:846-849.[13]Kmun~dS,EzakiT.P10p0s日l0fM't叫pe删Imsp,nov.,n衄.Bey.,andelevation0fMyc0bacteIumchelanae.Abfl~58sus (gubicael81.)tospecies或姐ls:Mycobacteritmabscessuscomb.1ntJSy吐Bacteriol,1992,42:240-245.[14]姆B,B0n8efEC,KirsehnerP,ela1.ehylog~yoftheMycobac—t~rimaehel~aae-likem孕Ⅱli∞based∞muc0lliaⅡn印.1ntJSystBacteri—ol,1995,45:262-267.[15]TangYW,WllisNM,H0pkinsMK,ela1.c0D】pofphenotypicand$m0typictedliforidentificationofunusualaerobicIl}cgram-ne~mivebacilli.JClinMierobid,1998,36:3674-3679.[16]R0g日llT,FolhrT,B吣8efEc.Differeatiatimaof∞speciesbydimct嘤IerlciIlgofamplifiedDNA.JGenMicrobiol,1990,136: 1915.1920.[17]WoeseCR,Gutell,R,R,ela1.Detailed~lysisofthehigher- onterstmelureof16S—likefibosamalribonudeicacid.MicrobiolRev,l983,47:621-669.[18]MicmSeq16SrRNAgellekitprotoco1.AppliedBibsystoms,ForestCity. CA,2000(www.appliedbiosystems.n)V01.3.No.4[19]PatelJB,LeonardDG,Panx,ela1.Sequence-treedidentificationof MycabaeleriumspeciesingtheMiamSeq50016SrRNAbacterialidemi—ficati~nsystem.JClinMierobinl,20O0,38:246-251.[20jHarmsenD,Rothgan~rJ,SingerC.ela1.Intuitivehypem~一based molecularident击c越i∞ofmlcro-organi~.Lancet,1999.353:291 [21]HeftingLW,Anderss~Mr,BeevRE,ela1.Seq∞lcelld嚼mi婶inthetwo16SrRNAgenesofPh43[1~lmlleafphytopl~.AEnvironMierobiol,1996,52:3133-3139.[22]Myl"mmS,DennisPP.stxHlcekte∞学tybetweenthetwogenesalo0d16SrRNAthehalopilicⅢdm畦numHaloanmhimmormi.Cdmetics,1992,130:399-410.[23]NubdU,E|哪B,FdskeA,ela1.:st碍黜kte加孽啦姬罄of∞o0ditlg16SrRNAinPamitmeillmPdymyxadetectedbyt日呷dI- tlIIegnldielltgdd舡qlIl0resis.Jlhelefiol,1996,178:5636-5643. [24]WangY,∞gZ,RammanN.'Iheactin~eeleYh containstwodistincttypesofumse~pamallyactive16SrRNAgenes.J Bacteriol,1997,179:3270-3276.[25]UedaK,SekiT,Kadoela1.Twodistinctmechanismse~tlBeht舡l皿of16SrRNA.JBactefiol,1999,181:78-82.[26]NinelB,MonodM,BS,ela1.Twodiffe~mt16SrRNAgenesinamy~alstrain.JCIilIMierobid,1996.34:253l36.【27JReisehlU,FeldmannK,Nm~rmmnL,el81.16SrRNAsequencediw- sityinMyc0∞~Latmnstrainscausedbylmmenceoftwodimmmt copiesof16SrRNAgeme.JClmMierobid,19911.36:1761.1764.[28jKersdmerP,SpB,V耐U,ela1.:C,etm~icidentifiealimof mycohaelefiabynudeicacidse∞∞山把m面妇l:-Retxata2-year既pe,联,inaclinicallab0咖.JClinM|a[0b,1993,31:28.2889.[29jTangYW,V∞GraevmitzA,WaddingtmMG.ela1.Identificationof corynefarmhacterialLsohtesbyribosaa~DNAssequenceBlym.Jdin Mier~iol,2OOO,38:1676-1678.[30]RemmDA,I_outit】s,Sehnfidt1M,ela1.TheaSmtofba础I曩yan- Oom~sis:An却岫dltotheed盈ofulaxdan~p啊曲.NBJMad,1990,323:1573.1580.[31JRelmanDA,SdlmidtTM,MacDetm~lip,ela1.Ideafifieatimofthe unculturedbacilhsofWhln,lesdisease.NBJMed,1992,327:293—301.[32jck咄JE,∞gQ,HewardS.16SrRNAsequence∞Blysis∞are- al-timeadditiontotheclinicalmicrobiology1a咖.C,ene~Meetingof theSll~iP_,anSocietyrdMicrohidogy,Orlando,FL,May20-24,2001 (abstr).'(收稿日期:2OO2-O5-25)欢迎订阅中国卫生检验杂志(双月刊)中国科技核心期刊邮发代号:36—84中国科技论文引文统计源期刊每本定价:12:00元全国各地邮局订阅。
16 S rRNA在细菌分类鉴定研究中的应用
16 S rRNA在细菌分类鉴定研究中的应用
刘文强;贾玉萍;赵宏坤
【期刊名称】《动物医学进展》
【年(卷),期】2006(27)11
【摘要】细菌的16 S 核糖体RNA(ribosome RNA,rRNA)以其在进化上的特征性序列,现已被广泛用于细菌分类和鉴定的分子指标.其具体操作是,以聚合酶链式反应(PCR)分离细菌样本中的16 S rRNA的基因片段,通过克隆、测序或酶切、探针杂交获得其序列信息,再与16 S rRNA数据库中的序列数据进行比较,确定其在进化中的位置,从而鉴定样本中可能存在的微生物种类.文章综述了16 S rRNA作为微生物系统分子分类鉴定的理论基础和方法,以及在细菌分类鉴定中的应用.
【总页数】4页(P15-18)
【作者】刘文强;贾玉萍;赵宏坤
【作者单位】聊城大学农学院,山东聊城,252059;山东大学生命科学学院,山东济南,252100;山东农业大学动物科技学院,山东泰安,271018
【正文语种】中文
【中图分类】S852.61
【相关文献】
1.16S rRNA基因序列分析技术在细菌分类中应用的研究进展 [J], 杨霞;陈陆;王川庆
2.16S rRNA基因序列在动物消化道细菌鉴定中的应用研究 [J], 郭海勇;吴静;许磊;
钱爱东
3.16S rDNA扩增及测序在细菌鉴定与分类中的应用 [J], 朱诗应;戚中田
4.16S rRNA/rDNA序列分析技术在瘤胃细菌微生态系统研究中的应用 [J], 黄庆生;王加启
5.16S rRNA在海洋微生物系统分子分类鉴定及分子检测中的应用 [J], 洪义国;孙谧;张云波;李勃生
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
16S rRNA基因在细菌菌种鉴定中的应用
16S rRNA基因在细菌菌种鉴定中的应用
都立辉;刘芳
【期刊名称】《乳业科学与技术》
【年(卷),期】2006(029)005
【摘要】本文综述了应用16S rRNA基因作为靶基因对细菌进行鉴定的各种分子生物学技术,并指出应用16S rRNA基因在乳酸菌鉴定方面的研究进展.
【总页数】3页(P207-209)
【作者】都立辉;刘芳
【作者单位】东北农业大学乳品科学教育部重点实验室,哈尔滨,150030;东北农业大学乳品科学教育部重点实验室,哈尔滨,150030
【正文语种】中文
【中图分类】TS2
【相关文献】
1.PCR扩增rRNA基因在细菌菌种鉴定中的应用 [J], 金鑫;李妍;陈代杰
2.16SrRNA基因检测在儿童细菌性脑膜炎早期诊断中的应用 [J], 世淑兰;戴熙廷;赵广周;李小娟;李荣杰;麻明彪
3.16SrRNA基因检测在儿童细菌性脑膜炎早期诊断中的应用 [J], 世淑兰;戴熙廷;赵广周;李小娟;李荣杰;麻明彪
4.细菌16S rRNA基因芯片的构建及其在细菌鉴定中的应用 [J], 薛建亚;翁心华;朱利平;万谟彬
5.16S rRNA基因及16S～23S rRNA基因区间在临床细菌学检验中的应用 [J], 毕春霞;闫志勇;王斌
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
16 S rRNA在细菌分类鉴定研究中的应用*刘文强1，贾玉萍2，赵宏坤3(1.聊城大学农学院，山东聊城252059；2.山东大学生命科学学院，山东济南252100；3.山东农业大学动物科技学院，山东泰安271018)摘要：细菌的16 S 核糖体RNA(ribosome RNA，rRNA)以其在进化上的特征性序列，现已被广泛用于细菌分类和鉴定的分子指标。
其具体操作是，以聚合酶链式反应(PCR)分离细菌样本中的16 S rRNA的基因片段，通过克隆、测序或酶切、探针杂交获得其序列信息，再与16 S rRNA数据库中的序列数据进行比较，确定其在进化中的位置，从而鉴定样本中可能存在的微生物种类。
文章综述了16 S rRNA作为微生物系统分子分类鉴定的理论基础和方法，以及在细菌分类鉴定中的应用。
关键词：16 S rRNA；细菌；鉴定；分类传统的细菌系统分类的主要依据是形态特征和生理生化性状，采取的主要方法是对细菌进行纯培养，然后从形态学、生理生化反应特征以及免疫学特性等方面加以鉴定。
大量菌种的分类鉴定是一项繁琐、费时的工作，因此迫切需要建立一种简单、方便、易于操作的分类鉴定方法，使人们在一定程度上更加科学、精确、快速地找到微生物的分类地位，为微生物资源的开发利用奠定基础。
20世纪60年代开始，分子遗传学和分子生物学技术的迅速发展使细菌分类学进入了分子生物学时代，许多新技术和方法在细菌分类学中得到广泛应用。
Cai H Y等[1]认为，rRNA基因序列己成为一个分子指标，可以广泛地用于各种微生物的遗传特征和分子差异的研究。
目前，大量已知微生物的DNA都被测定并输入国际基因数据库，成为对微生物鉴定分类非常有用的参照系统，从而可以通过对未知微生物DNA序列的测定和比较分析，达到对其进行快速、有效的鉴定分类的目的。
随着微生物核糖体数据库的日益完善，该技术已应用于海洋、湖泊和土壤、大气微生物菌群和病原微生物等环境微生物多样性的分析[2]。
116 S rRNA作为细菌分子鉴定的依据细菌核糖体的RNA含有3种类型，即23 S rRNA、16 S rRNA和5 S rRNA，它们含有的核苷酸分别约为2 900个，1 540个和120个。
20世纪60年代末，Woese开始采用寡核苷酸编目法对生物进行分类，他通过比较各类生物细胞的rRNA特征序列，认为16 S rRNA及其类似的rRNA基因序列作为生物系统发育指标最为合适。
其主要依据为，它们为细胞所共有，其功能同源且最为古老，既含有保守序列又含可变序列，分子大小适合操作，它的序列变化与进化距离相适应。
5 S rRNA虽易分析，但由于核苷酸少，没有足够的遗传信息用于分类研究。
而23 S rRNA含有的核苷酸数几乎是16 S rRNA的2倍，分析较困难。
与此相比，16 S rRNA的相对分子质量适中，作为研究对象较理想。
在相当长的进化过程中，rRNA分子的功能几乎保持恒定，而且其分子排列顺序有些部位变化非常缓慢，以致保留了祖先的一些序列。
即rRNA结构既具有保守性，又具有高变性。
保守性能够反映生物物种的亲缘关系，为系统发育重建提供线索；高变性则能揭示出生物物种的特征核酸序列，是属种鉴定的分子基础。
而且rRNA在细胞中含量大，一个典型的细菌中含有10 000个～20 000个核糖体，易于提取，可以获得足够的使用量，供比较研究之用。
根据核糖体16 S rRNA 结构变化规律，在所测定的区域中包括了V1、V2、V3和V4共4个高变区，尤其是V2这一高变区，由于其进化速度相对较快，其中所包含的信息，足够用于物种属及属以上分类单位的比较分析。
因此，Johes S W和Neller H F等报道测定16 S rDNA基因的部分序列即可达到对分离物进行分子鉴定的目的[3-5]。
216 S rRNA序列分析鉴定细菌的基本原理和方法通过比较各类生物16 S rRNA的基因序列，从序列差异计算它们之间的进化距离，可以绘出生物进化树。
因此，16 S rRNA序列分析技术的基本原理就是从微生物样本中16 S rRNA的基因片段，通过克隆、测序或酶切、探针杂交获得16 S rRNA序列信息，再与16 S rRNA数据库中的序列数据或其他数据进行比较，确定其在进化树中位置，从而鉴定样本中可能存在的微生物种类。
2.1基因组DNA的获得首先从微生物样品中直接提取总DNA，对易于培养的微生物可通过培养富集后再进行提取。
另一种选择是提取微生物细胞中的核糖体RNA。
一个典型的细菌含有10 000个～20 000个核糖体，而基因组DNA中rrn操纵子(即rDNA序列)的拷贝数相对较少(原核生物一般为1个～10个左右)，因此，rRNA在细胞中的含量很高，易于获得较多的模板，但是RNA易于降解，RNA的提取技术相对于DNA的提取较为复杂，一般研究多采用提取细胞总DNA，但也可根据情况选择提取rRNA。
由于rRNA在死亡的细胞中很快降解，提取rRNA通过反转录钓取16 S rDNA序列的方法能够区分被检测的细胞是否为活体细胞。
2.216 S rRNA基因片段的获得过去常常将提取的总DNA经酶切后克隆到λ噬菌体中建立DNA库，进一步通过16 S rRNA通用探针进行杂交，筛选含有16 S rDNA序列的克隆(鸟枪法)。
由于PCR技术的产生和发展，现在一般采用16 S rRNA引物PCR扩增总DNA 中的rRNA序列，或通过反转录PCR获得互补C rDNA序列后再进行分析。
采用PCR技术的优点在于不仅一次性从混合DNA或RNA样品中扩增出16 S rRNA 序列，而且方便了后面的克隆和测序。
但也同样会出现PCR所固有的缺点，尤其是采用16 S rRNA保守序列的通用引物对多种微生物混合样品进行扩增，可能出现嵌合产物(Chimeric product)和扩增偏嗜性现象，影响结果的分析。
2.3通过16 S rRNA基因片段分析对微生物进行分类鉴定16 S rRNA基因片段的分析方法主要包括以下3种：①将PCR产物克隆到质粒载体上进行测序，与16 S rRNA数据库中的序列进行比较，确定其在进化树中的位置，从而鉴定样本中可能存在的微生物种类，该方法获得的信息最全面，但在样品成分复杂的情况下需要大量的测序工作。
②通过16 S rRNA种属特异性的探针与PCR产物杂交以获得微生物组成信息。
此外，探针也可以直接与样品进行原位杂交检测，通过原位杂交不仅可以测定微生物的形态特征和丰度，而且能够分析它们的空间分布。
该方法简单快速，主要应用于快速检测，但可能出现假阳性或假阴性结果。
③对PCR产物进行限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphisms，RFLP)分析，通过观察酶切电泳图谱、数值分析，确定微生物基因的核糖体型，再同核糖体库中的数据进行比较，分析样品中微生物组成或不同微生物的种属关系。
3以16 S rRNA为基础建立的各种方法及其应用细菌培养、免疫学方法等虽广泛应用于对病原菌的检测，但都存在一定的不足，如所需时间长、敏感度低等。
随着分子生物学及基因诊断技术的进步，在分子水平检测微生物，为感染性疾病诊断提供了新的检测手段。
16 S rRNA为所有细菌共有，是细菌进化过程中最为保守的基因，有些基因序列在长期进化过程中始终保持稳定，另外，基于其在细菌染色体上存在多个拷贝，现已作为标记基因广泛应用于细菌分类学和细菌的分子流行病学研究中。
以16 S rRNA基因为基础，建立的PCR、套式PCR、多重半套式PCR、RT-PCR以及寡核苷酸探针已应用于临床细菌的鉴定，序列分析，细菌的分子分类，确定系统发育等[6-7]。
Greisen等设计了细菌共同引物对176种菌株进行16 S rRNA基因高度保守序列PCR，均获阳性结果。
以16 S rRNA的基因片段作探针，检测其在不同霍乱弧菌菌株中由于染色体DNA序列的变异而致杂交谱带差异的分子流行病学方法也有很多应用。
以16 S rRNA的基因片段作探针对霍乱弧菌部分菌株(包括EVC流行株和VCO 139)进行了16 S rRNA基因分型[8]。
细菌16 S rRNA基因兼有保守性和变异性，闫志勇等[9]建立了多重半套式聚合酶链扩增(multiplexsemi nested PCR)的方法，对脑脊液标本中细菌的感染进行检测。
以16 S rRNA作为引物，利用PCR技术来诊断麻风病，在20世纪90年代初期开始出现在国外有关杂志中。
熊俊浩等利用麻风分支杆菌的特异性分子片段16 S rRNA作引物，采用PCR技术，对16 S rRNA分子片段PCR诊断麻风病的特异性方面进行研究。
吴雪琼等发现16 S rRNA基因123 275位核苷酸附近是原核生物高度变异的区域，通过PCR-SSCP方法分析分支杆菌16 S rRNA基因片段，根据其电泳图谱与标准株的相似性进行菌种的初步鉴定。
用16 S rRNA并结合限制性内切酶消化，获得的限制性片段长度多态性资料已广泛用于亲缘关系分析。
从20世纪70年代开始，Woese和他的同事们用16 S rRNA寡核苷酸序列分析技术对400多株原核生物和真核生物进行分析。
以细菌特异的引物扩增16 S rRNA，构建质粒文库，用限制性内切酶消化获得16 S rRNA基因型，用基因型的种类及频率对细菌进行鉴定[6-7]。
刘文强等[10]对奶牛链球菌、葡萄球菌和附红细胞体的16 S rRNA进行了PCR扩增和序列分析，并应用于相应疾病的诊断。
4问题和展望环境中的细菌无处不在，所以在试验中如何控制细菌污染是一个关键问题。
通过各个环节的严格无菌操作，选择恰当的扩增循环次数，DNA提取、扩增和产物分析的隔离措施，以及使用一次性吸头等，可提高诊断的正确性和可靠性。
一般PCR通常仅对特定病原体进行检测，而在病原体未明时，需用多种不同引物对多种病原微生物分别进行PCR扩增，往往费时费力，而临床上根本不可能用PCR逐一探测每种可能的病原菌来判断感染的病因，使得PCR技术在临床病原体检测中的应用受到了限制。
核糖体rRNA对所有生物的生存都是必不可少的。
其中16 S rRNA在细菌及其他微生物的进化过程中高度保守，被称为细菌的“分子化石”，同时其保守性又是相对的，在保守区之间存在着9个～10个变异区(V1～V10)，不同细菌的科、属、种间都有不同程度的差异，故16 S rRNA既可以作为细菌分类的标志，又可作为临床病原菌检测和鉴定的靶分子。
以细菌核糖体16 S rRNA基因为靶分子的PCR，可早期判断细菌感染的存在，并通过对扩增产物的进一步分析对病原菌的种属作出鉴定，弥补了以上不足，是感染性疾病诊断的一个重要突破口，并已成为国内外细菌学家的主要研究方向之一。