分子生态学课程小论文
分子生物学论文通用4篇
分子生物学论文通用4篇分子生物学论文篇一1制定合理的带教计划,重点明确实习学生在本院实习分子生物学的时间为4周。
由于实习时间较短,带教老师应首先制定合理的带教计划,便于学生充分利用有限的时间掌握实习内容。
在制定带教计划的过程中,不仅要结合学科的大纲要求,还应结合历届学生的学习情况和实验室的基本情况,制定最合理、最贴近实际的带教计划。
由于本实验室开展的检验项目较多,而学生实习时间较短,实习内容不可能面面俱到,因此在带教计划中将带教内容分为4个类别,即熟练掌握、基本掌握、熟悉和了解。
例如,分子生物学实验室的分区制度、工作流程、乙型肝炎病毒DNA检测等纳入实习生应熟练掌握的内容。
有侧重点的带教可以让实习学生在有限的时间内牢固掌握常用检测项目的原理、操作方法、注意事项、临床意义等,有助于学生在以后的工作中进一步由点到面地进行分子生物学检验知识的学习。
2注重岗前教育,树立整体意识为引导实习学生转变角色,保证实习质量,岗前教育是必不可少的。
分子生物学实验室对设备、环境和操作人员有较高的要求,因此在实习学生进入分子生物学实验室前,应首先对其进行岗前教育,包括分子生物学实验室基本情况、分区制度及相关工作流程等。
并且要求学生实习前仔细阅读实验室管理文件和标准操作规程(SOP)文件,着重学习分子生物学实验室各区的工作制度、各项目检测操作规范、质量控制、生物安全防护及标本接收、处理和保存等内容,使学生对实验室工作有初步的认识。
学生进入实验室后,带教老师应首先引导实习学生按照区域流向制度依次参观各实验分区,系统地向其介绍各检验项目的检测原理及临床意义。
然后,根据带教计划的侧重点,选择常用检测项目,结合项目介绍主要相关仪器设备的工作原理、操作程序、日常保养及记录登记,让实习生树立整体意识,对实验室的工作有全面的了解。
3加强操作训练,培养质量控制理念分子生物学的发展速度较快,学生在校园内依靠有限的教学设备和较少的实验课时难以掌握分子生物学的基本技术。
微生物多样性的分子生态学研究
微生物多样性的分子生态学研究微生物多样性是指各种形态、类型、数量和功能各异的微生物在自然环境中存在的程度和组成,包括细菌、真菌、病毒等。
微生物是地球上存在时间最长,数量最多,功能最丰富的物种。
微生物多样性是自然生态系统的重要组成部分,对于维持自然生态平衡、促进农业、医药、环保等方面都具有重要的价值。
因此,微生物多样性的研究一直是生态学和环境科学中的重要研究方向。
分子生态学是生态学的一个分支学科,主要是利用分子生物学技术解决生态学问题的一种方法。
分子生态学的关键是将生物多样性和生态系统的结构、功能及其相互作用联系起来,通过研究DNA、RNA、蛋白质和代谢物等分子水平的细节,从而更加全面地了解生态系统的复杂性。
微生物多样性的研究需要从分子生态学的角度进行,利用现代分子生物学技术,对细菌、真菌、病毒等微生物进行分离、纯化、鉴定以及对其功能进行分析。
在微生物多样性的研究中,分子生态学扮演了重要的角色。
在过去,人们从微生物的外在形态、结构、生长特性等宏观特征入手,来进行微生物多样性的研究。
但是,由于微生物的数量巨大,形态、特征、环境适应能力高度多样,因此无法用传统的分类学方法来进行鉴定和分类。
而分子生态学的出现,则提供了新的思路和技术手段。
目前,分子生态学在微生物多样性研究中的应用主要有以下几个方面。
一、16S rRNA测序16S rRNA是所有细菌和古菌都具有的基因,与其它部位不同的是,16S rRNA序列具有相对保守和相对变异的两个区域。
利用PCR方法扩增16S rRNA序列,根据序列分析可以区分菌种、菌株、类系等信息。
16S rRNA测序是微生物分类学中一种现代的化学发展出来的技术,通过在不同生态系统中分离出的微生物,提取出它们的16S rRNA序列,利用生物信息学分析手段对其进行分类、鉴定和多样性研究。
通过16S rRNA测序,可以系统地研究微生物的多样性,探究微生物在不同环境中的分布和变化规律,探明微生物群落的组成和结构,揭示不同微生物之间的生态关系。
分子生态学
分子生态学
分子生态学是一门研究进化生态学基础的科学,它试图通过研究生物体内分子
与环境关联而获得的信息来解释各种物种行为以及其进化的历史。
分子生态学即在内分子和外环境间建立关联,以研究生物体的行为与进化史。
分子生态学涉及的方面很多,例如生物材料的演化,以及如何通过分子技术来
研究物种之间的联系。
这种研究将通过研究多种物种的分子、生物学和行为学特征来理解物种间的关联。
分子生态学还会研究物种迁移,物种间种群变化,以及种群构成中物种多样性的演变。
分子生态学也会探寻物种进化中发生的变化,以便于更好理解物种间的进化史。
此外,分子生态学也旨在更深入地研究不同物种之间的关系,也就是物种的互补性、竞争性和协调性的研究。
分子生态学是一个极其复杂的科学,需要集成生物学、分子生物学和计算机科
学技术。
它具有极其广泛的应用,可以帮助我们思考和了解不同物种的进化历史,从而从根本上解决人类面临的生态问题。
生命科学中的分子生态学研究
生命科学中的分子生态学研究生命科学是一个庞大的学科,涵盖了多个领域的研究。
其中,分子生态学是一个新兴的研究领域,它的研究对象是生态系统中各种生物分子,从而探究它们之间的相互作用和生态系统的稳定性。
本文将重点介绍分子生态学的研究内容和意义。
分子生态学是什么?分子生态学是从生态学、生物化学、分子生物学、计算机科学等多个领域融合而来的一门跨学科综合研究领域,它通过研究生态系统中各种生物分子之间的相互作用,揭示它们在生态系统中的功能和效应,从而探究生态系统的稳定性和可持续发展。
分子生态学的研究对象包括基因、蛋白质、代谢产物、信号分子、微生物、植物和动物等等。
这些分子通常被认为是生态系统的基本组成部分,它们之间的相互作用和协同运作决定了生态系统的稳定性和健康状态。
因此,通过对这些生物分子的研究,可以为我们提供更深入的了解生态系统组成和运作规律的机会。
分子生态学的研究内容分子生态学主要研究以下内容:1. 生物分子的相互作用:分子生态学的一个重要任务是研究生态系统中各种生物分子之间的相互作用,包括相互作用的类型、强度和效应等。
这些相互作用可能直接或间接地影响生态系统的稳定性和健康状态。
2. 生物分子的功能和效应:另一个重要的研究方向是研究生态系统中各种生物分子的功能和效应,包括基因表达、代谢产物产生和信号传递等。
这些功能和效应直接决定了生态系统的生产力、抗污染性和生态系统服务供给等。
3. 生物分子的适应性:分子生态学也致力于探究生态系统中各种生物分子的适应性,从而揭示它们适应生态系统变化和适应性演化的机制。
这将帮助我们更好地理解生态系统的演化规律和环境变化的影响。
4. 生态系统的稳定性和可持续发展:最终,分子生态学的目标是为我们提供更深入了解生态系统稳定性和可持续发展的机会。
通过研究生态系统中各种生物分子之间的相互作用和功能,我们可以预测和干预生态系统的变化趋势,从而制定出更好的管理和保护策略。
分子生态学的意义分子生态学对我们了解生态系统中生物分子之间的相互作用和生物功能有着重要的启示作用。
现代分子生物学小论文
中国因大豆最新研究进展报告(专题三)摘要:大豆是重要的油料作物和饲料作物,也是人类的主要食用蛋白和工业原料的来源。
而转基因是一种将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰的现代技术。
目前,越来越多的转基因技术运用到食品医药行业当中。
大豆的转基因研究是国内外植物分子生物学研究的热点之一,通过将目的基因整合到大豆基因中,可获得抗虫大豆,其出油率也高于普通大豆。
转基因大豆已成为世界大豆主产国大豆产业发展的主要动力。
本文概述转基因大豆依据的主要理论,目前国内研究进展,转基因大豆的现状及其安全问题等等。
关键词:转基因大豆食品安全研究进展外源基因现状前言:大豆是重要的油料作物和高蛋白粮饲兼用作物,含有丰富的蛋白质、脂肪和多种人体有益的生理活性物质。
随着基因工程研究的升入,用转基因来改变大豆的性状已被广泛应用。
转基因大豆最早的报道是1984年De Bloke等和Horsch 等的研究结果。
1988年,McCabe和Hinchee分别用基因枪轰击大豆未成熟胚生长点和用农杆菌侵染大豆子叶节的方法获得转基因植株。
1994年5月,美国孟山都公司培育的抗草甘膦除草剂转基因大豆首先获准在美国商业化种植。
1997年,杜邦公司获得美国食品药物管理局批准推广种植高油酸转基因大豆。
1998年AgrEvo公司研制的抗草丁膦大豆被批准进行商业化生产。
转基因大豆品种的育成和推广是世界大豆科技史上具有里程碑意义的重大突破,已成为世界大豆发展生产的主流趋势。
1转基因大豆简介转基因大豆最早来源于美国,1996年春,美国伊利诺伊西部许多农场主种植了一种大豆新品种,这种大豆是移植了矮牵牛的一种基因。
这个新大豆品种可以抵抗杀草剂——草甘膦(毒滴混剂)。
草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死。
这是人类历史上第一次成功培育转基因大豆。
转基因大豆包括抗草胺膦转基因大豆,抗磺酰脲类除草剂转基因大豆,抗草甘膦转基因大豆等等。
分子生态学课程论文:分子标记在食用菌研究中的应用
分子标记在食用菌研究中的应用摘要:分子标记技术的应用日趋广泛, 在食用菌研究中具有重要的利用价值。
本文对DNA 分子标记RAPD、SRAP、ISSR、SCAR等方法的原理、特点和其在食用菌遗传多样性鉴定方面的研究进展进行了重点阐述。
关键词:RAPD、SRAP、ISSR、SCAR、食用菌分子标记的概念有广义和狭义之分。
广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质。
狭义的分子标记仅仅是指DNA标记,是能反映生物个体或种群间基因组中某种差异的特异性DNA片段,是DNA水平遗传多态性的直接反映,一般所称的分子标记即被界定在此范围之内[1]。
与遗传标记的其他三种类型——形态学标记、生物化学标记、细胞学标记相比,DNA 分子标记具有其独特的优越性,它是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记,是DNA水平遗传变异的直接的反映,并不受生物生长发育环境和基因表达与否的影响。
大多数分子标记为共显性,对隐性性状的选择十分便利;基因组DNA变异极其丰富,分子标记的数量几乎是无限的;遗传稳定,对生物体的影响表现为中性,不影响目标性状的表达,与不良性状无连锁;检测手段简便。
这些特性为生物标记的广泛应用性奠定了基础[2-3]。
随着分子生物学的发展,DNA分子标记技术已有数十种,广泛应用于遗传育种、基因组作图、基因定位、物种亲缘关系鉴别、基因库构建、基因克隆等方面。
而DNA分子标记技术在食用菌研究中,主要应用于遗传育种、菌种的分类与鉴定、物种亲缘关系的鉴别、遗传多样性分析、基因定位和克隆等研究中。
本文综述了几种DNA分子标记的原理、特点及其在食用菌研究中的应用。
1 随机扩增多态DNA(RAPD)RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA,即随机扩增多态DNA)是1990 年由Willams[4]和Welsh[5]两个研究小组几乎同时建立和发展的一种可对整个未知序列的基因组进行多态性分析的分子遗传标记技术。
分子生态学技术
分子生态学技术在分子生态学技术的发展中,生物学家通过研究生物体内的分子组成及其相互作用关系,揭示出了生态系统中微观层面的奥秘。
这项技术的应用不仅对于生物多样性的研究有着重要意义,还为生态系统的保护和恢复提供了新的思路和方法。
本文将介绍分子生态学技术在生物多样性评估、环境监测、生态系统功能分析等方面的应用,以及其未来发展的前景。
一、分子生态学技术在生物多样性评估中的应用生物多样性是指地球上各种生物种类、种群和个体的丰富程度以及它们之间的相互关系。
在过去,生物多样性的评估一直依赖于传统的分类学和生态学方法,但受限于时间、资金和技术等因素,其评估结果往往不够全面和准确。
而分子生态学技术的出现,为生物多样性的评估提供了新的手段和思路。
通过分析生物体内的DNA或RNA序列,可以实现对生物物种和遗传信息的高效检测和鉴定。
例如,通过分析某一生态系统中各种微生物的DNA序列,可以了解到该生态系统中微生物种类的丰富程度、种群的数量分布以及不同种群之间的遗传差异。
这些信息不仅可以帮助我们更好地了解生态系统的组成与结构,还可以为生物多样性保护和恢复提供科学依据。
二、分子生态学技术在环境监测中的应用环境监测是指对自然环境中各种物理、化学和生物因素进行连续观测和分析,以评估环境质量和检测环境变化的过程。
传统的环境监测方法往往需要花费大量的时间和人力物力,且结果往往不够准确和及时。
而分子生态学技术的应用,则可以克服这些限制。
通过分析环境中微生物的DNA或RNA序列,我们可以了解到环境中微生物群体的组成、数量以及微生物间的相互作用关系。
根据这些信息,我们可以判断环境的污染程度、功能退化程度以及生态系统的恢复状况等。
此外,利用分子生态学技术,还可以追踪污染源的溯源、预测环境变化的趋势,为环境保护和管理提供科学依据。
三、分子生态学技术在生态系统功能分析中的应用生态系统是由多个生物和非生物因素相互作用而形成的复杂系统。
传统的生态学方法往往只关注生态系统的结构和组成,而忽略了生态系统的功能和服务。
生态学专业开设分子生态学课程的教学探讨
生态学专业开设分子生态学课程的教学探讨作者:吕杰来源:《科教导刊》2013年第34期摘要随着生物技术的飞速发展,分子生态学异军突起,在解决传统生态问题中发挥出了重要作用。
本校生态学本科专业已开设了分子生态学课程,本文分析了现有的分子生态学教学模式,针对该课程实际教学过程中出现的问题,结合具体教学情况,初步探讨了分子生态学课程的特点及其教学模式。
关键词分子生态学教学模式创新能力培养中图分类号:G642 文献标识码:A分子生态学是多学科交叉的研究领域,已成为当今生态学研究的热点和新的增长点。
作为生态学专业的学生,通过分子生态学的学习,使学生巩固和掌握分子生态学研究的基本技能和科研方法,拓展学生的科研视角,增强对生态学发展趋势的敏感性,因此,有必要对生态学专业的本科生开设该课程。
在此背景下,我学院通过教学计划的修改,为生态学专业的本科生开设了分子生态学的课程。
在近些年的实际教学过程中呈现出一些问题,比如该课程包含信息量过大,使学生在学习时缺乏主动性,从而导致学生的学习兴趣与参与性减弱,对授课质量有一定的影响。
因此本文结合分子生态学发展的趋势与需求,探讨分子生态学课程开设的必要性以及如何开设这门交叉性的课程。
1 开设分子生态学课程的必要性分子生态学这个名词出现较晚,但国际上已相继成立了一些专门从事分子生态学研究工作的机构。
比如,英国Durham大学生物科学系的A.R.Hoelzel 领导的分子生态学研究小组就非常活跃。
国内分子生态学起步较晚,但近年分子生态学也受到越来越多的重视。
国内也相继成立了一些分子生态学研究室,以开展分子生态学方面的研究。
1996召开的首届全国植物分子生态学学术研讨会,与会专家一致认为,应用分子生物学的研究方法与技术手段来揭示植物个体、居群在生物大分子水平上的异同,是分子生态学现阶段的主要研究方法。
为了顺应生态学发展的新趋势,我院先后对生态学专业的本科生开设了生物化学、遗传学、细胞生物学以及分子生物学的课程。
分子生态学研究中的适应性和发展
分子生态学研究中的适应性和发展近年来,分子生态学作为一门新兴的交叉学科,在生物学和生态学领域里逐渐受到重视。
其基本研究理念是将生物学和生态学的知识与分子生物学技术相结合,掌握或获取到生物体在生态环境下的遗传信息,从而深入探究生物体(包括微生物、植物和动物)的生态适应性和演化发展。
分子生态学对于生命科学领域的发展和人类的生存与发展都有着重要的意义。
在这篇文章中,我们将学习什么是分子生态学,以及它的适应性和发展方向。
一、分子生态学的基本概念分子生态学是一种研究生物体在生态条件下的遗传变异和适应性的新兴学科。
它的研究对象是基因、基因组和分子生态系统。
其最终目的是通过实验室和野外的对比研究,揭示不同环境条件下生物体的适应性变异,以便更好地预测和控制生物的演化发展。
分子生态学采用了现代分子生物学和生态学技术的方法和手段,分析和掌握生物遗传信息,如基因、蛋白质和代谢物分子等,而这些信息都能够反映生物适应性的作用。
通过运用这些技术手段,研究人员可以深入分析生物的遗传演化和群体进化,以及环境与遗传变异之间的相互作用。
分子生态学的发展,也为揭示生态系统的规律提供了新的研究手段。
将分子生态学技术运用到群落生态学和整个生态系统系统监测中,可以更好地预测和预防生态系统的破坏和崩溃发生。
二、分子生态学的适应性适应性是分子生态学的一个重要概念,它代表了生物体在其环境中适应的能力,并应对环境变异导致的挑战。
适应性是生命体自我维持与进化的基本条件。
分子生态学中的适应性研究,在遗传、转录、蛋白质和互作网络等多个分子层面上进行。
研究人员对不同种类的生物体,如微生物、植物和动物,以及它们所处的不同环境,如海洋、陆地和空气等,进行分析和比较。
通过采集样本、测量数据和进行模型分析等手段,研究人员可以得出一些有关适应性的结论,如生物体所表达的基因类型和数量、蛋白质的表达和功能等等。
这项研究使我们能够更好地了解各种生物体的适应性差异,并为开发保护和利用特定物种,提供了新的思路和途径。
分子生态学及其在微生物生态研究中的应用
mi c r o o r ga n i s m a n d a b f o l o g i c a l e n v i r o n me n t. T h e m o l e c u l a r e c o l o g y h a s ma d e t h e gr e a t b r e a k t h r o u g h
m i c r o o r g a n i s m a n d e n v i r o n me n t ,e t c ,h a s p r o m o t e d
mi c r o b i a I e c o l o g y t O e n t e r a n e w d e v e l o p i n g p e r i o d. T h e c o n c e p t i o n, ma i n t e c h n o l o g y m e t h o d a n d t h e a p p l i c a t i o n O n mi c r o b i a J e c o l o g y o f m o l e c u l a r e c o l o g y
关键 词
分 子 生 态 ;土 壤 微 生 物 ;微 生 物 生 态 ;
1 6 S r g NA; D GGE
Ab s t r a c t
T h e mo l e c u l a r e c o l o g y i s t h e i n t e r d i s c i p l i n a r y f i e l d b e t we e n mo l e c u l a r t e c h n i q u e s a n d e c o l o g y. 1 t
生态学中的分子生态学研究
生态学中的分子生态学研究随着生态系统日趋复杂,生态学的研究对象不再仅仅是物种层面,而更多地关注了生态系统内部的分子和基因水平的互作关系。
这就是分子生态学研究的核心问题。
分子生态学研究除了有利于深入理解生态系统内部的基因型和表型的相互作用,也有利于看清楚生态系统对自然环境的响应能力和应对方式。
分子生态学的研究方法主要是通过基因组学、蛋白质组学、代谢组学等技术手段,对生态系统内部分子基因型和表型的变化进行分析和研究。
其中最常用的手段就是元基因组学。
元基因组学是一门针对环境样品中所含的未培养微生物群体进行DNA提取、文库制备、高通量测序等后续分析的基因组学方法。
它的理论基础是微生物形成共生群体进行生境适应进化的过程。
元基因组学具有许多优点,首先可以发掘更多的微生物,同时更加细致地剖析其遗传特性以及进化历程。
其次与以往必须通过纯培养等技术才能分化出的菌类或者细菌相比,元基因组学得以发掘到大量以往无法获取的未被分化出的种类,尤其是深海热液环境、冰川区域等等。
第三,元基因组学可以加速微生物先进进化信息的发掘,为了研究一种微生物的特性,元基因组学得以快速提供相应的工具。
另外,元基因组学还可以逆推生态环境对微生物的筛选,从而进行有针对性的采样和研究。
元基因组学显然是分子生态学研究的一个强大工具,在生态系统的分子遗传方面得到广泛应用。
如对于微生物受到环境变化的响应结果展开研究,输入环境的生态反应作用能让我们预测未来生态系统的响应能力与适应性。
比如在全球气候变化的大背景下,对生态系统的响应能力及其根源进行研究也变得十分重要。
地下生态系统的元基因组学研究为这篇文章提供了一个完美的例子。
地下生态系统是由极端寒冷、高压等多种因素形成的一个微生物与环境紧密耦合的生态系统,比其他生态系统更富于新颖关系的发现、更富多样性和技术情境依赖性。
地下生态系统代表了一些典型的生态系统,通过元基因组学研究可以了解其中微生物与环境之间的紧密联系。
分子生态学和生态系统的保护
分子生态学和生态系统的保护随着人们对自然环境和生态系统的认识越来越深入,分子生态学逐渐引起了人们的关注。
分子生态学是一门新兴的学科,它将生态学与分子生物学相结合,利用分子技术探索生态系统内生物的基因、基因型、表型及其与环境之间的相互作用,以揭示生态系统的特征和演化机制,为生态系统的保护提供理论和技术支持。
生态系统是地球上生物、非生物因素在一定地理区域内相互作用的复合体系。
它包括物种、生境和各种物质循环等多个方面。
保护生态系统一直是人类面临的重要任务之一。
然而,人类的活动导致了地球生态系统的破坏和威胁,如全球气候变化、水资源的消耗和污染、大规模的自然生态系统破坏等。
这些问题的解决离不开科学技术的支持。
分子生态学的最大特点是它能够从分子水平上揭示生态学的基本问题,如生物物种多样性、生物适应性、生物演化等,从而解答生态系统的内部结构和机制问题。
例如,带头发育基因和耐旱基因是影响植物生长和适应性的关键因素,基于分子生态学的技术,可以快速筛选出这些基因并进行分析,为作物育种提供重要的科学依据。
此外,基于分子生态学的技术还可以对生物群落的成分和结构进行研究,发现生物群落的变化和生态系统的演化规律。
现代分子技术有助于发现微生物、真菌、藻类、病毒、植物和动物的种族多样性,甚至可以在一个样品中快速确定数十万种生物的存在情况。
这意味着我们可以更深入地了解生物多样性和生态系统的稳定性。
分子生态学的发展还使得保护生态系统的方法更加科学和有效。
通过研究和分析生态系统内部的基因、基因型等信息,可以较准确地预测生态系统未来的发展趋势,提前采取措施进行保护或修复。
通过调查一定区域内的生物多样性,可以设置更加精确和科学的生态保护区。
同时,更加精准地控制农业的生产过程,以达到精准施肥、防治疾病等目的,既可以提高生产力,又可以避免农业中因虚浪费资源而引起的污染。
总而言之,分子生态学是一种新兴的交叉学科,是解决生态问题的新思路,也是实现生态系统保护和修复的重要技术。
生物自然界生态学的分子生态学研究
生物自然界生态学的分子生态学研究生态学研究的范畴非常广泛,涵盖了生物、环境、以及它们之间的关系。
在这个广阔的领域中,生物自然界生态学是一门专注于探究不同生物之间相互作用和生境之间的相互作用的分支学科。
在这里,我们要聚焦于生物自然界生态学中的分子生态学研究。
1.介绍生态学是一门理论和实践相结合的科学。
它旨在探究动物、植物与他们周围环境之间的相互作用,以及它们之间的相互作用如何影响生态系统的稳定性和可持续性。
其中,分子生态学通过研究不同生物之间的生物分子互动来揭示生态系统的某些方面。
分子生态学涉及到大量的基因组学、转录组学、代谢组学和蛋白质组学等技术。
这些技术使生物学家们能够更深入地研究不同物种之间的动态和互动。
所以,分子生态学正在被越来越广泛地应用于生态学的各个领域,从海洋生态学到森林生态学,再到建筑生态学。
2.应用领域2.1.种间相互作用在生态学中,种间作用是不可避免的话题。
这些相互作用可以通过同一区域内的物种之间交互的各种方式来体现,如食物链、竞争、合作和共生等。
通过转录组学技术和蛋白组学技术,可以更深入地了解不同物种之间的相互作用是如何发生的。
例如,通过分析水稻叶子中的基因表达谱,可以发现斑点灰蝶幼虫在食用水稻叶片时如何控制水稻的激素合成和免疫反应。
这种研究可以增加人们对生态系统的理解,从而为保护这些生态系统提供指导。
2.2.生态系统响应生态系统响应可能是由社会、经济、环境等因素导致的。
然而,它们的响应不只是物理上或表观上的,更表现在分子层面上。
例如,对遭受如旱灾等非自然灾害的树木进行基因组学分析可以了解它们在逆境中如何调节基因表达,从而适应环境的变化。
同样,研究社群生态学的分子机制也可以增加人们对环境和生物多样性的理解。
2.3.生态学中的遗传进化生态学与进化学之间的界限通常很难界定,然而,二者之间的关系确是十分密切的。
生态学中的遗传进化是指生物个体在生态环境中适应新的环境变化时所发生的变异和选择的过程。
分子生态学的进展与应用
分子生态学的进展与应用分子生态学是一门新兴的交叉学科,它将分子生物学和生态学相结合,旨在探究生物个体和群体在环境中的适应机制和演化过程。
该领域的发展,不仅深化了我们对生物多样性和生态系统的认识,还为环境污染、生物控制等领域的研究提供了科学依据。
本文将探讨分子生态学的进展与应用。
一、分子生态学的发展历程分子生态学的雏形可以追溯到20世纪70年代初期,当时分子生物学技术和分子遗传学的发展催生了一批生态学家和进化生物学家的兴趣,他们希望能从分子水平上理解生物的适应和演化。
最初,分子生态学主要应用于基因多态性研究,如同工酵母(Saccharomyces cerevisiae)中的遗传多态性研究。
后来,该领域逐渐扩展到了高度保护的物种(如大熊猫和黑犀牛)的种群遗传学、环境污染的健康效应研究、生物入侵的遗传学分析等领域。
二、分子生态学的主要研究方向1.种群遗传学种群遗传学是分子生态学的重要方向之一,它利用基因序列差异来研究物种的遗传变异和演化。
目前,种群遗传学的研究手段主要包括单倍型分析、微卫星分析和SNP分析等。
比如,通过单倍型分析可以研究一些高保护性物种(如大熊猫)的遗传多样性、种群结构和遗传流动等问题。
2.环境污染与生物修复环境污染与生物修复也是分子生态学的研究热点,它主要利用分子生物学技术来诊断和预警环境污染对生物体的危害。
比如,研究表明,利用分子诊断技术可以快速、准确地检测污染物对种子的危害,为生态修复提供重要依据。
同时,分子生态学还可以评估生物对环境污染的耐受性,为选育具有重金属耐受性的植物提供技术支持。
3.生物控制生物控制是指利用生物体及其代谢产物来治理生态系统中的害虫和病原体等问题。
分子生态学在生物控制领域有着广泛的应用,例如通过基因编辑技术构建抗虫潜力更大的作物品种,或者利用具有群体识别和定向寻找等特性的昆虫,来发展更可持续的生物防治技术。
三、分子生态学的潜力与挑战分子生态学的发展具有较高的潜力和应用前景,但也存在着一些挑战。
分子生态学课程小论文
分子生态学课程小论文题目:DNA-SIP技术及其应用学生姓名:张家明指导教师:贺治国教授学院:资源加工与生物工程学院专业班级:生物系研究生15级2016年6月摘要稳定性同位素核酸探针技术DNA-SIP( Stable isotope probing),是采用稳定性同位素示踪复杂环境中微生物基因组DNA 的分子生态学技术,是将复杂环境中微生物物种组成及其生理功能耦合分析的有力工具。
自然环境中微生物群落生理过程的发生、发展,其新陈代谢物质在环境中累积与消减的动力学变化规律,形成了微生物生理生态过程,决定了生态系统物质和能量的良性循环。
利用稳定性同位素示踪复杂环境中微生物基因组DNA,实现了单一微生物生理过程研究向微生物群落生理生态研究的转变,能在更高更复杂的整体水平上定向发掘重要微生物资源,推动微生物生理生态学和生物技术开发应用。
关键词:同位素DNA分子探针分子生态学环境微生物一、DNA-SIP 技术原理DNA-SIP 技术的基本原理与DNA 半保留复制实验类似,主要区别在于后者以纯菌为研究对象,证明子代DNA 源于父代DNA,而前者主要针对微生物群落,揭示复杂环境中参与标记底物代谢过程的微生物作用者。
一般而言,重同位素或轻同位素组成的化合物具有相同的物理化学和生物学特性,因此,微生物可利用稳定性重同位素生长繁殖。
由于合成代谢是所有生命的基本特征之一,碳氮是生命的基本元素,采用稳定性同位素如13C-标记底物培养环境样品,利用标记底物的环境微生物细胞不断分裂、生长、繁殖并合成13C-DNA,提取环境微生物基因组总DNA并通过超高速密度梯度离心将13 C-DNA 与12C-DNA分离后,进一步采用分子生物学技术分析13C-DNA,将能揭示复杂环境样品中同化了标记底物的微生物作用者,将特定的物质代谢过程与复杂的环境微生物群落物种组成直接耦合,在微生物群落水平,以13C-物质代谢过程为导向,发掘重要功能基因,揭示复杂环境中微生物重要生理代谢过程的分子机制。
分子生态学前沿进展论文
分子生态学前沿进展论文分子生态学研究进展与发展趋势摘要:分子生态学是分子生物学与生态学融合而成的新的生物学分枝学科。
而不仅只是应用分子生物学技术研究生态学问题。
分子生态学作为生态学领域的新兴学科,,在分子水平上阐述生命现象的发生、发展机理已成为生物学家们共同关注的目标。
采用分子生物学的研究方法和研究成果来阐述生态规律的分子机理,进而产生了一门崭新的学科。
目前,分子生态学已成为当前国际生物学的研究热点之一,是生态学研究的新领域。
关键字:分子生态学研究进展发展趋势分子生态学是90 年代初新兴的一门生态学学科分支,它一经产生就引起了人们的广泛重视。
不同的学者从各自的研究背景出发,对分子生态学的概念有着不同的理解。
Burke 等和Smith 等分别在《分子生态学》的创刊号中解释了分子生态学的概念。
这个概念注重动植物和微生物的个体或群体与环境的关系,认为分子生态学是分子生物学与生态学有机结合的一个很好的界面。
它利用分子生物学手段来研究生态学或种群生物学的方方面面,阐明自然种群和引进种群与环境之间的联系,评价重组生物体释放对环境的影响。
向近敏等(1996)则将分子生态学与宏观生态学和微观生态学对应起来,认为分子生态学是研究细胞内的生物活性分子,特别是核酸分子与其分子环境关系的。
这个概念强调有生命形式的细胞内寄生物及其有生物学活性的细胞和分子与其相关细胞之间的各种活性分子,直至分子网络相互作用的生理平衡态和病理失调态的分子机制,从而提出促进生理平衡和防止病理失调的措施和方法[1]。
一、分子生态学产生的背景虽然分子生态学这一概念是在最近几年才正式提出的,但是类似的研究工作可以追溯到70 多年前。
从分子生态学的发展历史来看,主要有三门分支学科为分子生态学的形成奠定了基础。
它们是:群体遗传学、生态遗传学和进化遗传学。
虽然生态遗传学可能是分子生态学的最直接来源,但是,为了叙述的整体性,以下论述将不会有意将这三者分隔开来。
生物化学与分子生物学论文
生物化学与分子生物学论文——对乙酰胆碱学习及其正确认识学院基础医学院专业医学影像班级一班姓名孙美霞学号201250537乙酰胆碱在学习中的作用及其正确认识摘要:本文首先介绍了乙酰胆碱的化学本质,以及其在生物体中发挥的作用。
人们对乙酰胆碱的认识,对它本身的一系列作用、调控以及各个关系作出的总结。
关键词:乙酰胆碱、卵磷脂、神经递质、乙酰胆碱酯酶、乙酰胆碱受体乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)是一种神经递质,能特异性的作用于各类胆碱受体,在组织内迅速被胆碱酯酶破坏,其作用广泛,选择性不高。
临床不作为药用。
一、乙酰胆碱(简写ACh)在神经细胞中,乙酰胆碱是由胆碱和乙酰辅酶A在胆碱乙酰移位酶(胆碱乙酰化酶)的催化作用下合成的。
由于该酶存在于胞浆中,因此乙酰胆碱在胞浆中合成,合成后由小泡摄取并贮存起来。
进入突触间隙的乙酰胆碱作用于突触后膜发挥生理作用后(乙酰胆碱可引起受体膜产生动作电位),就被胆碱酯酶水解成胆碱和乙酸,这样乙酰胆碱就被破坏而推动了作用(迅速分解是为了避免受体细胞膜持续去极化而造成的传导阻滞),这一过程称为失活。
去甲肾上腺素进入突触间隙并发挥生理作用后,一部分被血液循环带走,再在肝中被破坏失活;另一部分在效应细胞内由儿茶酚胺内由儿茶酚胺位甲基移位酶和单胺氧化酶的作用而被破坏失活;但大部分是由突触前膜将去甲肾上腺素再摄取,回收到突触前膜处的轴浆内并重新加以利用。
引起乙酰胆碱量子性释放的关键因素是神经末梢去极化引起的ca2+内流。
二、人类对乙酰胆碱的认识1914年,Ewins在麦角菌中发现了乙酰胆碱,这是首次在非神经细胞中发现乙酰胆碱的报道。
随后,人们陆续在多种细菌、真菌、低等植物和高等植物中发现了乙酰胆碱及其相关的酶和受体。
随着胆碱能系统在植物中的发现和研究的深入,人们似乎有望在分子水平发现动植物间的又一相似性,因而植物学家抱着极大的热情投入了这方面的研究。
但是由于当时研究手段的限制、对动植物之间的差别认识不足,以及某些研究在其它的实验室难以重复的缘故,使得植物乙酰胆碱的研究多处于零星的、非系统的状态,研究的深度和广度远远无法与动物相比。
分子生物学课程论文—核糖体
核糖体姓名:学号:专业:药物合成与设计一核糖体的发现核糖体最早是Albert Claude于1930s后期用暗视野显微镜观察细胞的匀浆物时发现的,当时称为微体(Microsomes),直到1950s中期,George Palade在电子显微镜下观察到这种颗粒的存在。
1958年Roberts根据化学成份命名为核糖核蛋白体,简称核糖体,又称核蛋白体。
核糖体除哺乳类成熟的红细胞外,一切活细胞(真核细胞、原核细胞)中均有,它是进行蛋白质合成的重要细胞器,在快速增殖、分泌功能旺盛的细胞中尤其多。
二核糖体的结构和类型原该细胞和真核细胞中,以及真核细胞的线粒体和吁绿体中均含有核糖体,核糖体的直径约15—20nm,但有的也可小到8nm,大到30nm。
每一单核糖体包括大,小两个亚单位。
在电镜下观察,核糖体具有一定的三维形状。
对肝核糖体做负染色显示出,大亚单位略至半圆形,直径约23nm,有一侧仲小三个突起,中央为一凹陷。
小亚单位呈长条形,23x12nm,约于1/3长度处有一细的缢痕,使小亚单位分为大小两个区域。
大小亚单位结合在一起叭凹陷部位被此对应,从而形成一隧道。
在进行翻译活动过程中,mRNA穿行在隧道中。
此外,据认为在大亚单位中,尚有一垂直于隧道的通道,在蛋白质合成时,新合成的多肽链经通道穿出,使多肤链受到保护,不受蛋白质水解酶的分解。
Mg2+ 的浓度对于大小亚基的聚合和解离有很大的影响,体外实验表明:70S核糖体在Mg2+的浓度小于1mmol/L的溶液中易解离;当Mg2+浓度大于10mmol/L,两个核糖体通常形成100S的二聚体;在低浓度的Mg2时,完整的核糖体将分成大小两个亚基。
按存在的部位:有三种类型核糖体,细胞质核糖体、线粒体核糖体、叶绿体核糖体。
按存在的生物类型: 分为两种类型,即真核生物核糖体和原核生物核糖体。
原核细胞的核糖体较小,沉降系数为70S,相对分子质量为2.5x103 kDa,由50S 和30S两个亚基组成;而真核细胞的核糖体体积较大,沉降系数是80S,相对分子质量为3.9~4.5x103 kDa,由60S和40S两个亚基组成。
海洋生物的分子生态学
海洋生物的分子生态学海洋生物是海洋生态系统中非常重要的组成部分。
它们中的许多种类在物种数量和生物量方面都占据了重要地位。
在过去的几十年中,对海洋生态系统的研究已经成为了一种非常热门的领域。
其中,分子生态学是一种比较新兴的研究方法,它可以揭示海洋生物与环境之间的关系,推动我们更好地理解海洋生态系统的结构和功能。
分子生态学是一种基于分子生物学的交叉学科,能够研究海洋生态系统中各种生物的基因组、蛋白质组和代谢产物组等方面的分子信息,在这些分子水平上研究海洋生物与环境之间的相互作用。
分子生态学的研究方法包括DNA/RNA测序、代谢组学和蛋白质组学等。
这些方法可以用于研究海洋生物的形态、生物学特性及其与环境因素之间的交互作用。
DNA/RNA测序DNA/RNA测序是一种确定生物基因组或转录组的方法。
通过DNA/RNA测序可以了解一个生物基因组或转录组的结构、功能和表达情况。
这些信息有助于研究海洋生态系统中生物的适应能力。
例如,在适应热带或亚热带海域的生物中,人们可以利用DNA/RNA测序技术发现某些基因表达模式的变化。
这些基因中包括一些与热应激相关的基因,这些基因调节生物的代谢和免疫功能,并帮助其适应不断变化的海洋环境。
代谢组学代谢组学是一种研究生物体内代谢产物的方法。
代谢组学能够分析出生物在不同环境下代谢产物组成的差异,这些差异与生物的适应能力密切相关。
在海洋生态系统中,代谢组学技术可以用来分析生物在不同海域中代谢产物的数量、种类和分布情况,从而更好地了解生物如何适应不同海域的环境压力。
例如,在寒冷的北极海洋中,研究者利用代谢组学技术发现了一些蛋白质质量和脂肪含量的变化,这些变化能够帮助海洋生物适应极端的气温和盐度条件。
蛋白质组学蛋白质组学是一种通过对生物蛋白质的研究来了解生物性能的方法。
蛋白质组学技术可以用来研究海洋生物在不同海域中的生长、呼吸和运动等生命过程。
例如,在研究一个物种的肌肉或生殖细胞中的蛋白质时,我们可以发现这些细胞在不同的海域中蛋白质的含量和组成存在差异。
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分子生态学课程小论文题目:DNA-SIP技术及其应用学生姓名:张家明指导教师:贺治国教授学院:资源加工与生物工程学院专业班级:生物系研究生15级2016年6月摘要稳定性同位素核酸探针技术DNA-SIP( Stable isotope probing),是采用稳定性同位素示踪复杂环境中微生物基因组DNA 的分子生态学技术,是将复杂环境中微生物物种组成及其生理功能耦合分析的有力工具。
自然环境中微生物群落生理过程的发生、发展,其新陈代谢物质在环境中累积与消减的动力学变化规律,形成了微生物生理生态过程,决定了生态系统物质和能量的良性循环。
利用稳定性同位素示踪复杂环境中微生物基因组DNA,实现了单一微生物生理过程研究向微生物群落生理生态研究的转变,能在更高更复杂的整体水平上定向发掘重要微生物资源,推动微生物生理生态学和生物技术开发应用。
关键词:同位素DNA分子探针分子生态学环境微生物一、DNA-SIP 技术原理DNA-SIP 技术的基本原理与DNA 半保留复制实验类似,主要区别在于后者以纯菌为研究对象,证明子代DNA 源于父代DNA,而前者主要针对微生物群落,揭示复杂环境中参与标记底物代谢过程的微生物作用者。
一般而言,重同位素或轻同位素组成的化合物具有相同的物理化学和生物学特性,因此,微生物可利用稳定性重同位素生长繁殖。
由于合成代谢是所有生命的基本特征之一,碳氮是生命的基本元素,采用稳定性同位素如13C-标记底物培养环境样品,利用标记底物的环境微生物细胞不断分裂、生长、繁殖并合成13C-DNA,提取环境微生物基因组总DNA并通过超高速密度梯度离心将13 C-DNA 与12C-DNA分离后,进一步采用分子生物学技术分析13C-DNA,将能揭示复杂环境样品中同化了标记底物的微生物作用者,将特定的物质代谢过程与复杂的环境微生物群落物种组成直接耦合,在微生物群落水平,以13C-物质代谢过程为导向,发掘重要功能基因,揭示复杂环境中微生物重要生理代谢过程的分子机制。
DNA-SIP 的技术核心是超高速密度梯度离心分离稳定性同位素标记和非标记DNA。
根据我们的经验,氯化铯介质中超高速离心后2个相邻梯度区带的浮力密度差为0. 004 ~0. 006 g /mL。
理论上,浮力密度差大于0. 012 g /mL的两种DNA 离心后相隔一个区带,能被有效分离。
因此,影响DNA 浮力密度的两个因素是DNA-SIP技术的关键: (1) DNA 被稳定性重同位素标记的程度;(2) 微生物基因组GC含量。
一般情况下,环境样品中的目标微生物很难被重同位素100% 标记。
因此,DNA-SIP实验必须设计一个非标记底物处理的对照实验,提高实验可信度。
最近有研究者根据双苯酰亚胺与DNA嵌合,改变其浮力密度并提高DNA分离精度的原理,首先通过超高速密度梯度离心从环境微生物基因组总DNA中分离获得重浮力密度DNA,进一步将其与双苯酰亚胺混合后进行二次离心,可有效去除重浮力密度梯度区带中高GC含量的非标记DNA污染,获得高质量15N-DNA。
二、DNA-SIP技术要点DNA-SIP 包括4个主要步骤:标记底物培养环境样品;环境微生物基因组总DNA 超高速密度梯度离心;不同浮力密度梯度区带中13 C-DNA 的富集程度鉴定;13C-DNA 的下游分析。
以土壤苯酚和二氯苯酚降解过程为例,DNA-SIP 的具体技术路线如图所示,采13C-苯酚或二氯苯酚培养土壤,土壤中某些特定的、未知的微生物会利用标记底物生长并合成13C-DNA;提取土壤微生物基因组总DNA,包括能分解苯酚或二氯苯酚微生物的13C-DNA和没有利用13C的微生物12C-DNA,超高速离心后形成氯化铯密度梯度区带,获得由轻到重不同浮力密度DNA采用单链构象多态性分析SSCP、分子指纹图谱、荧光实时定量PCR 等技术分析不同浮力密度DNA 的微生物物种组成和数量,特别是比较13C-苯酚或二氯苯酚处理与12C-苯酚或二氯苯酚处理的重浮力密度DNA,即可根据微生物群落结构的差异,明确鉴定13C-DNA 在重浮力密度DNA 中的富集程度;进一步对13 C-DNA 开展针对性的分子分析,揭示参与标记底物代谢过程的微生物群落。
单链构象多态性分析SSCP原理:单链DNA片段呈复杂的空间折叠构象,这种立体结构主要是由于其内部碱基配对、氢键等分子内相互作用力来维持的,当有一个碱基发生改变时,会或多或少地影响其空间构象,使构象发生改变,空间构象有差异的单链DNA分子在聚丙烯酰胺凝胶中所受阻力大小不同。
因此,通过非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE),可以非常敏锐地将构象上有差异的分子分离开。
主要方法为:对梯度离心得到的各个密度梯度层的DNA进行PCR扩增,即对于细菌使用COM1和COM2引物扩增16s rDNA,对于真菌使用NSI1和58A2R引物扩增18S-ITS1-5.8S rDNA。
对其中的反向引物进行磷酸化。
扩增之后,加入λ-核酸外切酶,使DNA成为单链,之后进行PCR。
由于实验所提供的环境不一定是样品中功能微生物生存的最佳条件,因此会影响功能微生物的繁殖和细胞分裂,从而使合成的DNA 减少,不能达到成功密度梯度分离同位素标记DNA 的要求。
对此,通常有以下几个解决办法:(1) 增加同位素标记底物的浓度。
如:利用全标记的13C 化合物作为基质加入培养环境样品。
如果标记化合物为环境样品中微生物的唯一碳源,细胞每分裂一次DNA 中含13C 的部分会增加50%,细胞分裂的次数越多,DNA 中13C所占的比例越大,密度梯度离心分离重轻DNA 的可能性也越大。
但是此种方法会产生一种副作用——富集偏差,即不能反映自然状态下目标污染物的代谢途径。
研究表明,SIP实验中,环境样品中13C的浓度为50umol/g (土壤或沉积物),5umol/L(水溶液)就可以将同位素标记DNA从背景中分离出来。
(2) 延长SIP 实验的培养时间。
延长培养时间虽然可以增加DNA中13C 的含量,但是有可能出现交叉喂食的情况。
(3) 向CsCl 梯度溶液中加入合成或者天然13C 载体DNA (酵母菌或者古菌),增加13C标记DNA 检测的灵敏度。
Callagher等通过向CsCl 梯度溶液中加入13C 载体古菌DNA,在较短的时间内检测到了13C 标记的目的基因。
三、DNA-SIP 技术应用2000年英国J.Colin Murrell 教授实验室采用13C-甲醇培养森林土壤,成功获得13C-DNA,发现甲基营养微生物以及酸性细菌具有同化甲醇的能力,开拓了稳定性同位素示踪环境微生物基因组DNA 的研究领域。
过去10年来,DNA-SIP 技术在微生物生态学和生物技术领域得到广泛关注和应用,是耦合微生物遗传多样性与代谢多样性最有力的工具之一。
针对我国华北平原典型潮土,采用DNA-SIP 技术培养河南封丘农田土壤,提取土壤微生物基因组总DNA 并超高速离心获得不同浮力密度DNA。
利用16S rRNA 基因通用引物,以微生物群落整体为研究对象,通过新一代454 测序分析不同浮力密度DNA 中硝化微生物群落的相对丰度变化规律,发现在13CO2 -标记处理的重浮力密度DNA 中,氨氧化细菌AOB、泉古菌和亚硝酸氧化细菌NOB 占所有生物的比例分别为17. 5%、7. 4% 和42. 1%。
通过往土壤中添加13C-苯酚或二氯苯酚,使土壤中的特定微生物能够降解这些外来污染物,并且充当碳源,使DNA分子中含有13C,最后对其降解苯酚微生物的鉴定,发现细菌为红球菌属和节杆菌属,真菌为担子菌门、子囊菌门和接合菌门;对降解二氯苯酚微生物进行鉴定,发现主要为伯克氏菌属,和少量贪噬菌属,且没有检测到真菌,说明真菌并不会利用二氯苯酚作为其碳源。
Bombach、Sun、Winderl分别对多种厌氧条件下甲苯降解菌进行探究,发现硫酸还原条件下主要的降解菌来自互营杆菌科(Syntrophobacteraceae)和Desulfobulbaceae 科;硝酸还原条件下主要的降解菌来自陶厄氏菌属(Thauera) 和丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)。
迄今为止,有多篇文献报道应用核酸SIP 技术鉴定出厌氧条件下能够转化苯的细菌,包括甲烷条件下的δ变形菌纲(δ-Proteobacteria),硫酸还原条件下的冻球菌属(Peptococcaceae)和£变形菌纲(£-Proteobacteria)及脱卤杆菌科(Desulfobacteraceae),硝酸还原条件下的β变形菌纲(β-Proteobacteria)[以及铁还原条件下的Thermincola。
2003 年,Jeon等用13C-萘作为基质在原位条件下对污染水体底泥中的萘降解微生物进行探查。
通过回收13C-DNA、PCR 扩增、构建克隆文库并进行16S rRNA 基因测序,鉴别出样品中一种新型萘降解菌,并发现此种细菌含有众多萘降解菌存在的萘双加氧酶基因。
最近,Gutierrez 等以海湾中的海藻花为研究对象,首次证实以全标记萘为基质运用DNA-SIP 技术可以从海水中鉴定出萘降解菌。
Padmanabhan 等应用DNA-SIP 对原位沙土中葡萄糖、咖啡因、萘和苯酚进行研究,成功分离出29 个完整的相关降解菌基因序列,其中3 种为萘降解菌。
随着分子生物学的发展,新技术不断涌现并和SIP 联合应用。
Chang 和Kung将DNA-SIP 和Real-time-T-RFLP 结合建立了一种探查微生物群落结构和功能的新技术Q-FAST,该技术综合q-PCR、T-RFLP、DNA-SIP 于一体,兼备定性定量测定微生物群落中活性微生物的功能。
Chang 和Kung 成功应用该技术从实验土壤中鉴定出8 种萘降解细菌,同时给出各种功能细菌在总萘活性降解菌中所占比例。
SIP 结合宏基因组技术直接将同位素标记基质的生物代谢和作用微生物联系起来,该方法可以提高功能微生物的检测率,在对环境中功能微生物的探查方面,比传统的以测序为基础的宏基因组学更有优势。
Wang 等运用SIP,宏基因组和一种基因传感器(BGT)研究萘污染水体中萘降解菌和降解基因,通过对SIP 回收的13C-DNA的宏基因组测序,发现Acidovorax 是主要的功能微生物,同时发现和证实了一种与萘生物降解相关的新型功能基因簇。
目前DNA-SIP 试验中总DNA 的提取一般是采用商业化试剂,但有时DNA的提取效果不佳。
Jone 等利用经过改进的商用DNA 提取方法增加了DNA 的提取量,而对功能微生物的种类没有影响。
总之,自2000 年首次报道以来,DNA-SIP 技术在地球关键元素生物地球化学循环与污染物微生物降解研究中得到了广泛关注,是研究复杂环境中微生物生理生态过程分子机制的重要手段。