变性梯度凝胶电泳_DGGE_技术在土壤微生物多样性研究中的应用_辜运富
高通量测序和DGGE分析土壤微生物群落的技术评价
高通量测序和DGGE分析土壤微生物群落的技术评价一、本文概述随着生物技术的发展和深入，土壤微生物群落的研究逐渐受到广泛关注。
作为土壤生态系统的重要组成部分，微生物群落的结构和多样性对土壤健康、生态平衡以及农业可持续发展具有重要影响。
高通量测序技术和DGGE（变性梯度凝胶电泳）分析是近年来在微生物生态学研究中常用的两种技术手段，它们各自具有独特的优势和局限性。
本文旨在全面评价这两种技术在土壤微生物群落研究中的应用效果，以期为相关领域的研究提供有益的参考和借鉴。
本文首先将对高通量测序技术和DGGE分析的基本原理、操作流程及其在土壤微生物群落研究中的应用进行详细介绍。
随后，通过综述已有文献和案例分析，评估这两种技术在揭示土壤微生物群落结构、多样性和动态变化方面的准确性和可靠性。
本文还将探讨这两种技术在实践应用中的优缺点、适用范围及限制条件，以期为研究者在选择合适的技术手段时提供有益的指导。
本文旨在通过深入评价高通量测序和DGGE分析在土壤微生物群落研究中的应用效果，为相关领域的研究提供有价值的参考信息，推动土壤微生物生态学研究的深入发展。
二、高通量测序技术及其在土壤微生物群落分析中的应用高通量测序技术，又被称为下一代测序技术（Next Generation Sequencing，NGS），是近年来生物学领域革命性的技术进步之一。
它允许在单次运行中同时对数百万至数十亿的DNA分子进行测序，极大地提高了测序通量和效率。
在土壤微生物群落分析中，高通量测序技术已成为不可或缺的工具。
高通量测序技术基于边合成边测序的原理，通过桥式PCR扩增生成DNA簇，并利用可逆性终止子的荧光标记核苷酸进行连续测序。
在测序过程中，每加入一种荧光标记的核苷酸，都会通过扫描记录下荧光信号，并切除荧光基团和终止基团，继续进行下一个核苷酸的添加和测序。
这一过程循环进行，直至获得完整的DNA序列信息。
土壤是一个极为复杂的生态系统，其中包含了大量的微生物种类和种群。
变性梯度凝胶电泳在微生物生态学中的应用
变性梯度凝胶电泳在微生物生态学中的应用李德斌;杨洪一;卢磊【摘要】变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)是目前在微生物生态学上应用比较广泛的技术之一,具有简便、准确可靠和重复性好等优点.对DGGE的原理、流程、各项技术要点和在微生物生态学上的应用等方面进行了详细地论述,同时归纳和总结了DGGE的优缺点和局限性.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2010(000)012【总页数】5页(P88-92)【关键词】DGGE;微生物生态学;PCR【作者】李德斌;杨洪一;卢磊【作者单位】东北林业大学生命科学学院,哈尔滨,150040;东北林业大学生命科学学院,哈尔滨,150040;东北林业大学生命科学学院,哈尔滨,150040【正文语种】中文微生物生态学 (microbial ecology)是研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。
微生物作为自然环境的重要组成部分之一,发挥着重要的作用,是微生物微生态研究的主体。
但人们对环境中的微生物了解却很少,主要是因为传统的方法是利用微生物形态、培养特性、生理生化特性、生态特性和遗传特性等作为依据对微生物进行鉴定和分类。
其工作繁复、分析速度慢,制约因素多。
然而,在自然环境中能够纯培养的微生物菌株的数量还不到自然界微生物总数的 1%-15%[1] ,这极大地限制了微生物微生态学的发展。
近年来,一些分子生物学方法逐渐被应用在微生物学的各个领域中,其中变性梯度凝胶电泳 (denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)[2] 由于其可靠性强、重现性好和方便简洁等优点而逐渐显露出来。
DGGE技术是 DNA指纹技术,是多态性分析技术的一种,该技术是 1979年由 Fischer等[3] 最先提出的用于检测DNA突变的一种电泳技术。
1993年Muyzer[2] 等首次将 DGGE用于微生物生态学研究,更加完整和准确地描述了微生物种群多样性、数量比例和系统进化等。
变性梯度凝胶电泳(DGGE)的研究进展
变性梯度凝胶电泳（DGGE）的研究进展【摘要】DGGE 技术是由Fischer等于1979年提出的一种用于检测DNA 突变的电泳技术[1]，之后Myers等首次在DGGE的引物中使用“GC夹子”，使得突变检出率大大提高，从而进一步完善了该技术。
1993年，Muyzer等将DGGE 技术应用于微生物的生态学研究，并且证实了该技术在研究自然界微生物群落的种群差异性和遗传多样性方面具有突出的优越性[2]。
与传统的菌种分离培养技术及生理生化指标检测相比，DGGE技术通过对微生物群落的核酸信息进行分析，能更准确、更快速的对菌群进行鉴定，同时可鉴定出自然状态下不可培养的菌株。
由于DGGE技术具有重现性高、可靠性强和高效快捷等优点[3]，现以用于微生物群落的复杂性分析、检测微生物种群动态变化、对比细菌的富集培养及分离培养、单基因组中rRNA的多样性分析、DNA提取方法比较等方面，在废水、海洋、森林、土壤等环境样品研究以及发酵工艺、植物内生真菌研究、种群演替规律研究等领域广泛应用。
【关键词】DGGE；微生态；纯培养1.DGGE技术的原理变性梯度凝胶电泳（DGGE）是根据小片段DNA分子（1kb以下）的熔解温度不同来分析DNA分子的多样性，理论上可以检测到单个碱基替换的DNA 分子。
DNA片段在丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于自身的物理性状，熔解状态的DNA分子片段在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度比双链DNA分子慢[4]。
当DNA片段处在变性剂浓度不断增加的凝胶系统中，随着电泳的迁移就会部分融化，达到一定变性剂浓度时DNA就会熔解为单链的分子，这些离散的碎片集中在一个比较狭窄的变形梯度范围内，这样不同的DNA分子在不同变性剂浓度下熔解，在整个电泳图谱中成楼梯式排列。
通过对比熔解状态下DNA片段的多态性，就可以推测有碱基突变或序列差异的DNA分子片段。
为了提高检出率可在DNA一端加入一个高熔点区—GC夹（GC clamp）；GC夹就是在一侧引物的5′端加上一个30～40bp的连续GC碱基，这样在PCR 产物的一侧可产生一个GC夹的高熔点区，从而使相应的部分序列处于低熔点区而便于检测分析；这样，DGGE的突变检出率可提高到接近于100%[4]。
PCR-DGGE技术在环境微型生物群落研究中的应用
PCR-DGGE技术在环境微型生物群落研究中的应用
吴利;余育和;冯伟松
【期刊名称】《合肥师范学院学报》
【年(卷),期】2010(028)006
【摘要】变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)具有可靠性强、重复性好、方便快捷等优点,目前被广泛地应用于环境微型生物群落多样性和动态分析.本文对PCR-DGGE 技术的基本原理和流程,图谱的优化过程和图谱分析方法,及其在环境微型生物生态学中的应用进行了综述,并对该技术自身存在的局限性和应用前景进行了评价.【总页数】6页(P103-108)
【作者】吴利;余育和;冯伟松
【作者单位】合肥师范学院生命科学系,安徽,合肥,230061;中国科学院水生生物研究所,武汉,430072;中国科学院水生生物研究所,武汉,430072
【正文语种】中文
【中图分类】Q145
【相关文献】
1.PCR-DGGE技术用于石油污染土壤中微生物群落结构多样性的初步研究 [J], 吴伟林;张秀霞;单宝来;张剑杰;赵朝成
2.应用PCR-DGGE技术解析MBR中微生物群落多样性 [J], 孙宝盛;张斌;吴卿;金敏
3.PCR-DGGE技术用于湖泊沉积物中微生物群落结构多样性研究 [J], 赵兴青;杨柳燕;陈灿;肖琳;蒋丽娟;马喆;朱昊巍;于振洋;尹大强
4.PCR-DGGE技术用于湖泊沉积物中微生物群落结构多样性研究 [J], 赵兴青;杨柳燕;陈灿;肖琳;薄丽娟;马喆;朱昊巍;于振洋;尹大强
5.PCR-DGGE技术及其在微生物群落结构研究中的应用 [J], 罗佳捷;李丽立;张彬因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
DGGE技术及其在环境微生物中的应用
第33卷第10期2008年10月环境科学与管理ENV IRONM ENTAL SCIENCE AND M ANAG EM ENT Vol 133N o 110Oct .2008收稿日期:2008-06-21作者简介:李怀(1982-),男,硕士研究生,主要研究方向:水污染控制工程。
通讯联系人:关卫省文章编号:1673-1212(2008)10-0093-04DGGE 技术及其在环境微生物中的应用李怀1,关卫省1,欧阳二明2,王晓慧2,张杰2(1.长安大学环境科学与工程学院,陕西西安710054;2.清华大学环境科学与工程系,北京100084)摘 要:变性梯度凝胶电泳(D GGE )具有可靠性强、重复性好、方便快捷等优点,已被广泛应用于环境科学和污染防治研究领域。
介绍了变性梯度凝胶电泳(DGGE )的基本原理和技术路线,重点介绍和讨论了DGGE 技术在废水生物处理、废气生物处理和固废生物处理中的应用现状,并对该技术的应用前景进行了展望。
关键词:DGGE ;微生物多样性;活性污泥中图分类号:X703.1文献标识码:ADGGE (Denat ured G radient G el E lectrophoresis)and its App li catio ni n the R esearch of Enviro n m enta lM icrob i ologyL iH ua i 1,GuanW e i s heng 1,Ou Yanger m i n g 2,Wang X iaohui 2,Zhang Jie2(1.Depart m ent of Envir on m e n tal Science and E ng i neeri ng ,Chang p an U nivers ity ,X i p an 710054,Ch i na ;2.D e part m ent of Envir on m e n tal Science and Eng i neeri ng ,Ts i nghua Un i versity ,Beiji ng 100084,Ch i na)A b stract :Denaturi ng gradient gel el ectro phoresis(DGGE)has the a dvantages of h i gh reli abilit y ,good re petiti on and easy op 2erati on ,and been w i del y used i n e nviro n m e ntal scie nce a nd Poll utio n p r eventio n resear ch ar eas .I n th is paper ,it is briefly i ntro 2duce d that DGGE(denaturing gr ad i ent gel el ectro phoresis)is app li ed i nW aste water b i ological treat m en,t waste gas b i ological treat 2ment and solid waste b i ologi cal treat me nt a nd its p ri nci pa,l Techn ical r ou te ,as well as t he f utur e of t h is technol ogy was e xpecte d .K ey words :DGGE ;m i cr ob ial d i versity ;acti vated sludge变性梯度凝胶电泳(Denatur i n g grad ient gel elec 2trophoresis ,DGGE )技术是由F ischer 和Ler m an 于1979年最先提出的用于检测D NA 突变的一种电泳技术[1]。
DGGE技术在环境微生物多样性研究中的应用
・技术与方法・生物技术通报B I O TECHNOLOGY BULL ET I N2009年第12期DGGE 技术在环境微生物多样性研究中的应用张珍妮1,2 吴晓芙1 陈永华1,2 石卉1(1中南林业科技大学环境科学与工程研究所,长沙410004;2中南林业科技大学生物环境科学与技术研究所,长沙410004) 摘 要: 微生物是污水净化的主要作用者之一。
采用变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electr ophresis,DGGE )方法培育和鉴定土壤微生物具有可靠性强、重复性好、方便快捷等优点,已被广泛应用于环境科学和污染防治研究领域。
综述了基于PCR 2DGGE 技术的基本原理、关键环节及其在微生物多样性研究中的应用,同时就其自身存在的不足进行了评价并提出了解决方案。
关键词: PCR 2DGGE 微生物 多样性Appli cati on i n Research on M i crobi a l D i versityof Envi ronment by DGGE Techn i queZhang Zhenni 1,2 W u Xiaofu 1 Chen Yonghua 1,2 Shi Hui1(1Institute of Environm ent Science and Engineering,Central South U niversity of Forestry and Technology,Changsha 410004;2Institute ofB iology Environm ent Science and Technology,Central South U niversity of Forestry and Technology,Changsha 410004) Abs trac t: M icr oorganis m p lays an i m portant r ole in waste water treat m ent 1Accounted f or by its high levels of reliability and rep r o 2ducibility as well as its convenience in operati on,the denaturing gradient gel electr ophoresis (DGGE )has been widely used f or cultiva 2ti on and identificati on of m icr obial communities in the fields of envir on mental sciences with focus on polluti on contr ol 1The p rinci p le of the DGGE technique and the concerned key fact ors in its app licati on f or analysis of m icr obial communities were described in this pa 2per 1I n comparis on,the potential app licati on areas of the DGGE technique and its li m itati ons were als o discussed 1Key wo rd s: PCR 2DGGE M icr oorganis m D iversity收稿日期:2009207220基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX072122001),国家科技部国际合作项目(20072DF A91420),湖南省博士后基金(2008RS4027),中南林业科技大学校青年基金重点项目(2008001A ),中南林业科技大学生物环境科学与技术研究所开放基金,湖南省环境科学学科建设项目(2006180)作者简介:张珍妮(19852),女,在读硕士,研究方向:环境生物学;E 2mail:zhangzhenni_2003@1631com 通讯作者:吴晓芙(19532),男,教授,研究方向:水土污染控制;E 2mail:wuxiaofu530911@vi p 11631com环境中微生物的种类和数量是及其丰富的,微生物能把有机质作为营养源转化为组成物质和能量,它们在污染物的吸附和降解起着核心作用[1,2]。
DGGE_TGGE技术及其在微生物分子生态学中的应用
44卷 6期2004年12月微生物学报Acta Microbio logica Sinica Vol.44DecemberNo.62004基金项目:国家 973项目 (G2000026402);国家 863计划 (2003AA515030);黑龙江省自然科学基金攻关项目(GZ03C314)*通讯作者。
Tel Fax:86 451 86282008;E mail:jidx3@作者简介:宫曼丽(1979-),女,黑龙江人,博士研究生,主要从事环境微生物学、生物制氢工程技术研究。
E mail:locg66@ 收稿日期:2004 03 04,修回日期:2004 04 15DGGE TGGE 技术及其在微生物分子生态学中的应用宫曼丽 任南琪*邢德峰(哈尔滨工业大学市政环境工程学院 哈尔滨 150090)摘 要:变性梯度凝胶电泳(DGGE)和温度梯度凝胶电泳(TGGE)是近些年微生物分子生态学研究中的热点技术之一。
由于DGGE TGGE 技术具有可靠性强、重现性高、方便快捷等优点,被广泛地应用于微生物群落多样性和动态性分析。
文章对DGGE TGGE 技术原理与关键环节、局限性和应用前景进行了综述。
关键词:变性梯度凝胶电泳,温度梯度凝胶电泳,微生物多样性,微生物分子生态学中图分类号:Q939 9 文献标识码:A 文章编号:0001 6209(2004)06 0845 04 在环境监测和废弃物综合治理过程中需要探明有关微生物学信息,因此揭示特定生境下的微生物群落的遗传多样性和动态性是研究的重要内容。
目前自然界中只有极少部分微生物能够被分离和纯化,若以这极少部分的微生物来代表环境和处理系统中复杂的微生物群体将导致极大的误差[1,2]。
因此,用传统的微生物培养和鉴定方法不足以代表微环境中的真实情况。
基于DNA 指纹技术的分子生物学研究手段,例如限制性片段长度多态性分析(Restriction Fragment Length Polymor phism,RFLP)[3]、末端限制性片段长度多态性分析(T erminalRes triction Fragment Length Polymorphism,T RFLP)[3]、单链构象多态性分析(Single Strand Conformation Polymorphis m,SSCP)[4]等逐步被引入到环境微生物学研究中,已经将环境微生物领域研究带入一个革命性的新时代。
变性梯度凝胶电泳技术在微生物实验教学中的应用
物多样性的Ｄ Ｇ Ｇ Ｅ 检测结果的重要 因素 ， 学生通过 比较不 同提取 方 法对 Ｄ Ｎ Ａ 产量 和纯 度 的影 响 ，确 定 了针 对不 同的 实验样品（ 土壤或污泥 ） 的最佳提取方法 ， 在这一过程中加 深 了对Ｄ Ｎ Ａ 提取原理和方法的认识 。通过Ｄ Ｇ Ｇ Ｅ 图谱的分 析 ，学 生可 以直 观地 了解 到 污染胁 迫 等环 境 条件 下微 生物 群落结构的改变及优势菌群形成的动态过程 ，更加深刻地 理 解 富集 培养技 术 在分 离特 定功 能微 生物 上 的应 用 。学生 通 过后 续 的序列 比对分 析 ，可 以学 习到相 关环 境 中常 见 的 微 生物 优势 菌 属 ，特 别 是一 些非 培养微 生 物序 列 的 出现 丰 富 了学 生对 微 生物 多样 性 的认 识 。通 常 面 向本 科 生开 设 的
、
生物 以未可培养的形式存在。Ｄ Ｇ Ｇ Ｅ 是一种不依赖微生物 培养 技术 的研 究方 法 ，能快 速 、准确 鉴定 环 境 中微 生物 种 群 ，在揭 示复 杂微 生物 群落 演替 规律 和 功能 基 因多 样性 方 面具 有独 特 的优越 性 ，已被 广泛 应用 于微 生 物分 子 生态 学 研 究 各领 域闭 。Ｄ Ｇ Ｇ Ｅ 技 术的基 本 原理 是在 聚丙 烯酰 胺凝 胶
力、 动 手能 力有 着积 极 的作用 ＿ ｌ ＿ １ 】 。 本校 非 常重 视实 验教学 改 革工 作 ，鼓励 学 生在 掌握 基 本实验技能后 ， 积极参加设计性 、 研究性实验 ， 包括院校两 级 的大学 生科 研 立项 或教 师 的研究 课题 ，并 给 予相 应 的创 新学分。 通过 该项 措施 进 一步激 发 了学 生 的学 习兴趣 ， 并 有 效提 高 了学 生 的实 验技 能 及分 析 问 题 和解 决 问题 的能 力 。 目前 微 生 物 实验 教 学 主要 包括 传 统 的微 生 物 实验 技 术 ， 随 着分 子生 物技 术 的发 展 ， 微 生 物研究 技 术 突破 了 以往 主要
PCR—DGGE技术在土壤微生物多样性研究中的应用
生态机制和土壤胁迫对 群落的影响。多样性包括 种类数量
及其分布。
２ 土壤微生物多样性研究方法
由于土壤微生物种类繁 多、 数量 巨大 ， 】加上 其微小 的
个体 ， 给土壤微生物 的研究带来很大 的困难。 目前土壤微生
肥力演变、 植物养分有效化 和土壤 结构的形成与改 良、 有毒
物质降解及净化等方面起着重要作用 。数量庞大、 种类 繁多
作者简介： 高淑静 （９８一）女 ， １７ ， 硕士生 ， 主要从事黄瓜根际微生物多样性方面的研究。
维普资讯
生 物信 息 学
Ｃｉ ｕ ａｏ Ｂｏ ｆｍ ｔｓ ｈ ａ ｏｒ ｌ ｆ ｉｎ ｒａｃ ｎ Ｊ ｎ ｉｏ ｉ
专 论 与 综 述
Ｐ Ｒ—Ｄ Ｇ Ｃ Ｇ Ｅ技术在土壤微 生物 多样性研究 中的应用
高 淑静 ， 吴凤芝
（ 东北农业 大学园艺学院， 哈尔滨 １ ００ ５ ３） ０
１ 土壤 微生物 多样性 的概念
土壤微生物多样性 指生命体在遗传 、 种类和生态系统
层次 上的变化 。它代表着微生物群落 的稳定性， 也反映土壤
收稿 日期 －０６— ４ ６修 回日期：Ｏ６—１ —１ ＇ ０ ０ —１； ２ ２Ｏ １ ６ 基金项 目： 国家 自然科学基金项 目（ ｏ３５ １６ ） Ｎ ．０７２ ４
微生物。
态过于简单 ， 并不能提供太多 的信息 。 而且 自 然界 中有 ８％ ５
一
９ ．％的微生 物至今 还不可纯 培养口 ， 给客观认 识环 ９９ ］这
境 中的微生物存在状况造成 了严重障碍。１８ 年 ， ａ ［等 ９６ Ｐｃ ４ ｅ 首先用核酸测序技术研究微生物生态和进化 ， 将分子生物学 技术 应用 于微生物生态学 的研究 ， 开辟了认识环境中微 生物
PCR—DGGE技术在土壤微生物多态性研究中的应用
１ 传 统 的 研 究 方 法 及 其 缺 陷
１ １ 分离培 养 法 ．
中的磷脂化合物 马上消失。生物中的磷脂类化合物 能显示 出快速 转换率 ， 而且生物 可以把相 对稳定 的磷
脂类化合物与它们 的生物量相联系。磷脂类化合物 的这些特性和磷脂类化合物与生物的密切关系， 可用 过一般的生物化学性状 ， 或者特定的表型来分析 ， 局 作土壤中微生物群落结构指纹分析 …， 为土壤微生 限于从固体培养基上分离微生物。随着人们对土壤 物群落结构的研究提供了一个简便 、 准确的方法。脂 微生物的不断研究 ， 发现常规的用培养基分离培养方 肪酸甲脂分析方法（ａｙａｉ ｍ ｔ ｌ ｔ ｓ Ａ Ｅ ） ｆ ｔ ｃ ｅ ｙ ｓｒ Ｆ Ｍ ｓ 中 ｔ ｄ ｈ ｅ ｅ 法很难全面地估价微生物群落多样性。 比如在实验 应用 较 多 的 有 Ｐ Ｌ—Ｆ ＭＥ Ｐ ｏｐｏｐｄｌ ｋｄ— Ａ Ｓ（ ｈｓｈｌ ｉ ｉ ｅ ｉ ｎ 室 用营 养丰 富 的牛 肉汁 蛋 白胨 来 测定 土壤 活 细 菌 的 Ａ ｓ 和 Ｌ—Ｆ ＭＥ Ｅｔ ｓｎ ｅ Ａ Ｓ（ ｓ ｒｌｋｄ—Ｆ ＭＥ ） 。 ｅ ｉ Ａ ｓ 总数 ， 大量的贫营养微生物不适宜生长 ， 测定结果误 Ｆ ＭＥ ） Ｅ ｏ ｍｕｉ ｙ—ｌ ｌ ｈｓ ｏ ｃ ｏｌ （ Ｌ Ｐ 是 ｖ ｏｇａｐ ｉｎ 差大。所以， 传统的平板培养方法只能反映极少数微 Ｃｍ ｎｔ ｅｅ ｐｙｉｌ ｉ ｌ ｒｆｉｇ Ｃ Ｐ ） 由 传统方法之一是对微生物进行分离培养 ， 然后通 ａ ａｄ ｎ ｉ ｌ ａ ｌ ｓ 微生物 生物的信息 ， 不能充分研究、 了解土壤微生物生态功 Ｇ ｒｎ ｄＭｌ 提出的另一种酶分析方法，
步被分子 生物学方法所替代 。本文在阐述 Ｐ Ｒ—Ｄ Ｇ Ｃ Ｇ Ｅ方法原理 的基 础上 ， 分析 了其 在微 生物多样 性研究 中的
DGGE技术在森林土壤微生物多样性研究中的应用
DGGE技术在森林土壤微生物多样性研究中的应用
王洋清;杨红军;李勇
【期刊名称】《生物技术通报》
【年(卷),期】2011(000)005
【摘要】微生物在森林土壤物质转化中扮演着重要角色,与森林的林型、土壤理化性质存在着密切关系.森林土壤微生物多样性及其变化在一定程度上反映了土壤环境的生产力和稳定性,对表征森林演替,土壤生态修复等有重要意义.变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术测定微生物多样性具有快捷、高效和可重复性高等优点.简要介绍DGGE技术的原理,分析这一技术的局限性和优化方法.重点以实例说明该技术在森林土壤微生物多样性研究中的应用现状,展望该技术的发展前景,以期能为今后这一领域的研究提供科学依据.
【总页数】5页(P75-79)
【作者】王洋清;杨红军;李勇
【作者单位】西南大学资源环境学院,重庆400715;西南大学资源环境学院,重庆400715;西南大学资源环境学院,重庆400715
【正文语种】中文
【相关文献】
1.PCR-DGGE技术在智能化沼气池微生物多样性研究中的应用 [J], 徐庆贤;官雪芳;林碧芬;林斌;钱蕾
2.DGGE技术在湿地微生物多样性研究中的应用 [J], 陈爱辉;李朝霞;梁慧星;丁成
3.PCR-DGGE 技术在哺乳动物胃肠道微生物多样性及菌群结构研究中的应用 [J],
葛铮;赵晗旭;高云航;马红霞;张福君
4.DGGE技术在环境微生物多样性研究中的应用 [J], 唐玉林
5.PCR-DGGE技术在城镇供排水系统微生物多样性研究中的应用 [J], 贾淑宇;张克峰;逯南南;王明泉;赵清华;孙韶华;贾瑞宝
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DGGE_TGGE技术在微生物生态学中的应用
D GGE TGGE技术在微生物生态学中的应用陈静,马松成,毛华明(云南农业大学动物营养与饲料科学重点实验室,昆明 650201)摘要:变性梯度凝胶电泳(deaturing gradient gel electropho resis,D GGE)和温度梯度凝胶电泳(temperature gradient gel electropho resis,T GGE)可以直接分离PCR扩增片段,作为一种分子指纹技术而逐渐被人们应用于微生态研究中。
通过D GGE T GGE对微生物组成的遗传特性进行表征,不但省去了菌种分离耗时耗力的工作量,更可鉴定出根据传统方法无法分离出来的菌种。
作者重点描述了D GGE T GGE的基本原理以及在胃肠道微生态研究中的应用。
关键词:变性梯度凝胶电泳;温度梯度凝胶电泳;胃肠道微生态;多样性中图分类号:Q503 文献标识码:A 文章编号:167127236(2006)1120047203 在分子生物学技术出现之前,人们对微生物的认识大多数是靠纯培养,或靠直接形态观察来获得部分信息。
动物胃肠道是一个复杂的生态环境,特别是反刍动物的瘤胃需要严格的厌氧环境,过去对瘤胃微生物的研究主要是一些经典的方法如亨氏滚管法(H ungate,1969)和最大可能计数法(D eho rity 等,1989)。
因为微生物形态简单,缺乏明显的外部特征,所以胃肠道中的大多数微生物由于难于模拟其生长繁殖的真实条件而不能获得纯培养。
能培养的微生物只是天然微生物中的一小部分,因此胃肠道中微生物的多样性被严重低估。
为了更好的了解胃肠道微生物多样性及其在调控发酵中的作用,需要其他的补充技术,应用分子生物技术为研究肠道微生态提供了简便而快捷的方法。
1 D GGE TGGE的基本原理变性梯度凝胶电泳(deatu ring gradien t gel electrop ho resis,D GGE)技术是由F ischer和L er m an 于1979年最先提出的用于检测DNA突变的一种电泳技术。
变性梯度凝胶电泳在微生物多样性分析中的应用及其技术发展
变性 梯 度 凝 胶 电泳 在 微 生 物 多样 性 分析 中 的应 用及 其 技 术 发 展
徐玲玲 ， 刘亚洁 ， 李 江 ， 徐蔚云
（ 华 理 工 大学 ， 两 抚 州 东 汀 ３４０ ） ４ ０ ０
摘
要： 变性 梯 度 凝 胶 电泳技 术是 目前研 究微 生物 群 落遗 传 多样 性 及 种 群 动 态 性 有 效 手段 已被 广 泛 应 用 于 土 壤 、 性 污 活
薛凯在pcrdgge研究土壤微生物多样性中应用gc发卡结构的效应期刊论文生态学报200310利用时间进程法优化活性污泥dgdgge图谱期刊论文生物技术200602红树林土壤细菌群落16srdnav3片段pcr产物的dgge分析期刊论文微生物学报200502dgdgge分析产氢发酵系统微生物群落动态及种群多样性期刊论文生态学报200507采用fishdgge和cloning对短程脱氮系统中硝化菌群的比较分析期刊论文环境科学学报2006059burrdenaturinggradientgelelectrophoresiscanrapidlydisplaybacterialdiversitycontained16srdnaclonelibraries外文期刊20060410cocolinl
泥 、 物 膜 、 物 肠 道 、 泉 、 泊 等环 境 微 生物 生 态 学研 究 。 阐述 了 变性 梯 度 凝 胶 电 泳 的 原 理 ， 析 其 在 微 生 物 多样 性 分 生 动 热 湖 分
析 方 面 的优 越 性 及 局 限 性 ； 着 重介 绍 了 Ｐ Ｒ Ｄ Ｇ 应 用 过程 中的技 术发 展 ， 并 Ｃ —Ｇ Ｅ 包括 Ｃｏｉｇ Ｄ Ｇ Ｇ — Ｇ Ｅ， ｅｔｄＰ Ｒ ｌｎｎ／ Ｇ Ｅ， Ｃ Ｄ Ｇ Ｎ ｓ Ｃ — ｅ
DGGE技术在土壤微生物群落研究中的应用
黑龙江农业科学2010(7):5~8Heilong jiang Ag ricultural Sciences生物技术DGGE 技术在土壤微生物群落研究中的应用宋 洋,李柱刚(黑龙江省农业科学院生物技术研究所/黑龙江省作物与家畜分子育种重点实验室,黑龙江哈尔滨150086)摘要:现代分子生物学的变性梯度凝胶电泳(Denatur ing G radient Gel Electr qphoresis,DGG E)技术是土壤微生物群落研究的有效工具,它直接分离土壤微生物的DN A 片段,比传统的培养方法更具明显的优势,已成为研究土壤微生物的重要手段之一。
对DG GE 技术的原理及其在土壤微生物群落研究中的应用情况、优点和局限性进行了介绍。
关键词:DG GE;土壤微生物;群落结构中图分类号:Q 938 1+5 文献标识码:A 文章编号:1002 2767(2010)07 0005 04收稿日期:2010 03 22基金项目:黑龙江省科技厅国际合作重点资助项目(WB 07A10)第一作者简介:宋洋(1981 ),女,黑龙江省哈尔滨市人,硕士,研究实习员,主要从事微生物菌群分析和分子育种研究。
E mail:achievement81@yahoo com cn 。
通讯作者:李柱刚(1972 ),男,黑龙江省庆安县人,博士,研究员,从事植物分子育种研究。
E mai l:lizhugang@163 com 。
土壤中微生物群落结构对农业的健康、持续发展具有重要作用。
它们积极参与土壤物质转化过程,在土壤形成、肥力演变、植物养分有效化和土壤结构形成与改良、有毒物质纯化及净化方面起着重要作用[1]。
由于土壤微生物的重要性,有关土壤微生物的群落结构及多样性研究受到广泛重视[2]。
但研究结果表明,土壤微生物中可用常规方法分离培养的微生物只占0 1%~1 0%[3]。
因此,传统的微生物培养及鉴定方法不足以反映土壤环境中微生物的真实情况,需要现代分子生物学技术进行补充,如变性梯度凝胶电泳(DGGE)、温度梯度凝胶电泳(TGGE)、单链构象多态性分析(SSCP)等技术,这些技术可以根据微生物的DNA 序列遗传多态性,揭示出其群落结构及其多态性。
变性梯度凝胶电泳(DGGE)
DGGE在微生物生态学中的应用
1）广泛应用于各微生物生态系统，包括土壤 ， 活性污泥，人体和动物肠道，温泉，植物根系， 海洋，淡水湖，油藏等。绝大部分研究都是通 过扩增细菌或古细菌的 16S rRNA 基因来研究 各生态系统中的细菌或古细菌群落多样性。也 有用真菌的通用引物扩增 18S rRNA 基因 ， 从而研究真菌的群落多样性。
做DGGE注意事项
1、配置试剂时一定要用去离子水，制胶洗膜时用的 各个容器也要用去离子水洗涤干净，以防止氯离子污 染。 2、制胶是实验的关键，用连有聚乙烯管标有‘高浓 度’的注射器吸取所有高浓度的胶，对于低浓度的胶 操作同上，在往玻璃板中灌胶时，要匀速地转动滑轮， 将凝胶液匀速地灌入玻璃板。 3、分别将高浓度、低浓度注射器放在梯度传送系统 的正确一侧固定好，注意这里一定要把位置放正确! 再将注射器的聚丙烯管同 Y 形管相连。
微生物生态学中应用的缺点
除了前面提到过的一些优缺点，分析微生物群落结构组 成是还存在以下缺点： 1、分析微生物群落结构组成时，有很多偏差。不同细菌 的基因组大小和核糖体 RNA 拷贝数不同；提取基因 组总 DNA 时细胞的裂解效率不同；DNA提取和纯化 时有偏差；PCR 扩增过程中有偏差。 2、DGGE一般只能分析 500 个碱基对以下的 DNA 片段， 因此得到的系统进化相关的信息就很少
2）能快速同时对比分析大量的样品。因此它既可以对比 分析不同的微生物群落之间的差异，也可以研究同一 个微生物群落随时间和外部环境压力的变化过程。 3）它可以跟踪监测细菌的富集和分离，从而评价不同培 养基及培养条件对分离菌种的影响 4）检测单个纯菌 rRNA 基因的微异质性；比较不同的 DNA 提取方法；另外，它还可以辅佐筛选克隆以 及检测 PCR 和克隆过程中的偏差
PCR_DGGE技术在农田土壤微生物多样性研究中的应用
第23卷第8期2003年8月生 态 学 报A CTA ECOLO G I CA S I N I CA V o l .23,N o.8A ug .,2003PCR -D GGE 技术在农田土壤微生物多样性研究中的应用罗海峰,齐鸿雁,薛 凯,张洪勋(中国科学院生态环境研究中心环境生物技术研究室,北京 100085)基金项目:国家“十五”科技攻关重点项目(2001BA 903B )收稿日期:2003201213;修订日期:2003204201作者简介:罗海峰(1975～),男,陕西凤翔人,博士生,主要从事环境微生物分子生态学研究。
E 2m ail :luo 2222@ho tm ail .comFoundation ite m :T he N ati onal Key Science and T echno logy P ro ject (N o .2001BA 903B )Rece ived date :2003201213;Accepted date :2003204201Biography :LUO H ai 2Feng ,Ph .D .candidate ,m ain research field :mo lecular eco logy of environm ental m icro 2o rganis m .摘要:变性梯度凝胶电泳技术(D GGE )在微生物生态学领域有着广泛的应用。
研究采用化学裂解法直接提取出不同农田土壤微生物基因组DNA ,并以此基因组DNA 为模板,选择特异性引物F 357GC 和R 518对16S rRNA 基因的V 3区进行扩增,长约230bp 的PCR 产物经变性梯度凝胶电泳(D GGE )进行分离后,得到不同数目且分离效果较好的电泳条带。
结果说明,D GGE 能够对土壤样品中的不同微生物的16S rRNA 基因的V 3区的DNA 扩增片断进行分离,为这些DNA 片断的定性和鉴定提供了条件。
变性梯度凝胶电泳 DGGE
变性梯度凝胶电泳Denaturing Gradient Gel Electrophoresis变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis，DGGE)的方法应用于探究微生物的多样性，使得DGGE技术迅速成为了一项简单、可行的微生物多样性检测手段。
DGGE技术是根据长度相同但序列不同的DNA片段特点，在含有变性剂梯度的凝胶上，因其解链的变性浓度的不同而导致迁移率不同的原理而将DNA片段分离开的一种方法。
理论上DGGE能将仅存在一个碱基差异的DNA片段分开，而实际上，其分辩率较低且操作重复性差使得该方法仍然存在一些问题。
更重要的是，随着科技的突飞猛进，DGGE技术已逐渐被高通量测序所取代。
一、试剂与仪器1. 材料1.1 实验试剂表1.1 实验试剂一览表Table 1.1 The list of reagents试剂来源或生产公司EDTA Genebase®，Genebase Gene-Tech公司去离子甲酰胺分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司十二烷基磺酸钠Genebase®，Genebase Gene-Tech公司Tris碱Genebase®，Genebase Gene-Tech公司APS Genebase®，Genebase Gene-Tech公司TEMED Genebase®，Genebase Gene-Tech公司N，N’甲叉双丙烯酰胺Genebase®，Genebase Gene-Tech公司Gel-red染色液Biouim，美国氯化钠，二氯甲烷，甲醇等江苏永华精细化学品有限公司1.2 主要仪器设备表3.2 实验仪器一览表Table 3.2 The list of instruments and equipments仪器名称来源或出厂公司DGGE电泳仪Bio-Rad公司，美国EL 104电子天平梅特勒-托利多仪器有限公司pH计梅特勒-托利多仪器有限公司-20℃低温冰箱海尔公司Milli-Q纯水系统Millipore公司，美国G-560E型旋涡混合器Eppendorf公司，德国5810D型低温冷冻离心机Eppendorf公司，德国全套微量移液器Eppendorf公司，德国1.3 相关溶剂及试剂配制(1) EDTA溶液(0.5 M，pH 8.0)：取1000 mL的烧杯加约800 mL超纯水，称取186.1 g EDTA逐量加入并用磁力搅拌器搅拌加速其溶解，随后用NaOH调节溶液的pH值至8.0，然后用1000 mL的容量瓶定容至1000 mL。
变性梯度凝胶电泳在微生物多样性分析中的应用及其技术发展
变性梯度凝胶电泳在微生物多样性分析中的应用及其技术发展徐玲玲;刘亚洁;李江;徐蔚云
【期刊名称】《东华理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2007(030)003
【摘要】变性梯度凝胶电泳技术是目前研究微生物群落遗传多样性及种群动态性有效手段,已被广泛应用于土壤、活性污泥、生物膜、动物肠道、热泉、湖泊等环境微生物生态学研究.阐述了变性梯度凝胶电泳的原理,分析其在微生物多样性分析方面的优越性及局限性;并着重介绍了PCR-DGGE应用过程中的技术发展,包括Cloning/DGGE,GC-DGGE,Nested PCR-DGGE和DG-DGGE.
【总页数】4页(P279-282)
【作者】徐玲玲;刘亚洁;李江;徐蔚云
【作者单位】东华理工大学,江西,抚州,344000;东华理工大学,江西,抚州,344000;东华理工大学,江西,抚州,344000;东华理工大学,江西,抚州,344000
【正文语种】中文
【中图分类】Q938
【相关文献】
1.变性梯度凝胶电泳技术在微生物实验教学中的应用 [J], 卢磊;汪春蕾;刘长莉;张杰;杨洪一;赵敏
2.变性梯度凝胶电泳技术在微生物多样性研究中的应用 [J], 刘鹏飞;赵丹;宋刚;葛菁萍
3.变性梯度凝胶电泳技术在马属动物肠道微生物多样性研究中的应用 [J], 刘骁蒨;
尤凡;尹航;马智超
4.变性梯度凝胶电泳技术在马属动物肠道微生物多样性研究中的应用 [J], 刘骁蒨;尤凡;尹航;马智超
5.聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳在环境微生物中的应用 [J], 许伟;戴明忠;杨凯;陈勇;杨勇
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PCR-DGGE技术在泥土微生物多样性研究中的应用
PCR-DGGE技术在土壤微生物多样性研究中的应用1 研究背景土壤是微生物生命活动的重要场所，作为土壤的重要组成部分，微生物对土壤肥力的形成与植物营养的转化起着积极的作用。
土壤中微生物种类、数量的变化及分布，既反应了土壤各因素对微生物种类及分布的影响和作用，也反应了微生物对土壤肥力、物质循环及能量转化的影响和作用，直接影响着土壤的肥力状况，揭示了土壤发育现状及趋势。
土壤微生物多样性是生物多样性研究的一个重要领域，研究土壤里的微生物群落结构演替规律、微生物种群动态变化对于丰富现有微生物菌种资源，保持地球微生物物种的多样性及土壤的可持续利用都具有重要意义，是当今国内外关注和研究的热点问题之一。
定量和定性的描述土壤微生物多样性是微生物生态学的难题之一。
长期以来，囿于研究方法的限制，人们多采用常规的分离纯化培养技术来研究土壤里复杂的微生物多样性，但是这些方法都存在着诸多不可避免的缺陷性，只能够培养出自然界里0．1％～1 0％的微生物，因此有关土壤微生物的多样性研究进展不大。
近年来，随着分子生物学技术的不断发展，DNA指纹图谱技术被不断应用于土壤微生物多样性的检测，使得人们从基因遗传水平上去更深入、更广泛地认识土壤中微生物的多样性成为可能。
变性梯度凝胶电泳技术(denaturing gradient gel electrophoresis，DGGE)是由Fischer和lerman于1979年最先提出的用于检测DNA突变的一种电泳技术。
1993年MuZyer等首次将DGGE技术应用于微生物生态学研究，证实了这种技术在研究自然界微生物群落的遗传多样性和种群差异方面具有明显的优越性。
由于DGGE具有可靠性强、重现性高、方便快捷等优点，短短的10年内，已经成为微生物群落遗传多样性和动态分析的强有力工具，被广泛用于土壤特殊微生物生理类群，自然环境条件下土壤微生物多样性变化，污染土壤，不同种植制度下的土壤以及转基因植物、微生物介入的土壤微生物多样性等方面的研究。
变性梯度凝胶电泳技术在发酵微生物多样性研究中应用
变性梯度凝胶电泳技术在发酵微生物多样性研究中应用摘要：研究发酵过程中微生物多样性情况对于了解微生物群落结构以及优势功能菌群的动态变化具有十分重要的意义。
文章综述了变性梯度凝胶电泳技术的基本原理、研究方法及其在发酵微生物多样性研究中的应用，为该技术能够在发酵微生物分子生态学研究中得到更广泛的应用起到推动作用。
关键词：变性梯度凝胶电泳技术；发酵；微生物中图分类号：ts201.3 文献标识码：a 文章编号：1674-0432（2012）-11-0049-2微生物发酵是利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。
微生物发酵生产水平主要取决于微生物种类、菌种本身的遗传特性和培养条件。
因此，微生物在发酵工程中起着核心作用。
在发酵的各个阶段，不同的微生物发挥着不同的作用，研究发酵过程中微生物多样性情况对于了解微生物群落结构以及优势功能菌群的动态变化具有十分重要的意义。
随着分子生物学的快速发展，环境微生物多样性免培养研究近年来逐步开展起来，该方法克服了经典培养方法的不足以及引起种群丢失等的缺陷，利用分子生物学技术准确高效地获得环境样品中各种微生物的菌落指纹和特征性核苷酸序列，确定微生物的多样性及其分类地位，揭示和丰富了生态环境的微生物资源，突破了环境微生物多样性研究的瓶颈，大大加速了微生物分子生态学的研究进程。
其中基于核糖体rna（rrna）分子标记的变性梯度凝胶电泳（denaturing dradient gel electrophoresis，dgge）技术，现已成为开展微生物物种多样性和动态变化研究的分子检测工具之一，广泛应用于微生物研究领域。
1 dgge分析技术的原理dgge分析技术最早是由fischer等[1]在1983年提出的一种检测点突变的电泳技术，muyzer等[2]于1993年首次将这种技术应用于微生物群落结构研究中。
该技术是使用具有化学变性剂梯度的聚丙烯酰胺凝胶对一组特定引物所扩增出的具有相同长度的特定dna 片段进行电泳，因为特定片段碱基序列不同，这就决定了它们具有不同的解链区域，因此在进行变性梯度凝胶电泳时，长度相同而在碱基序列上存在差异的dna双链的解链需要不同的变性剂浓度。