末端限制性酶切片段长度多态性分析技术进展

末端限制性酶切片段长度多态性分析(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism,T-RFLP)是近年来发展起来的、不依赖于培养的微生物群落分析方法之一.由于其在微生物群落结构分析方面的特点,包括分辨率高、易于实现自动化及互联网海量数据共享等优势,自1997年最先被报道以来得到了广泛的应用,成为环境微生物群落分析的最强有力的工具之一.类似于其他的分子微生物生态学技术,T-RFLP也有自身的缺陷,本文详细介绍了T-RFLP技术的原理及其解析环境微生物群落的基本流程,简述了近年来T-RFLP技术在群落分析中的研究进展,重点讨论了该技术的局限性及相应的解决办法.     

压力对采油微生物生长代谢的影响

影响微生物提高原油采收率技术的油藏环境因素主要包括压力、温度、矿化度和pH值等.以葡萄糖为主要碳源,对河口采油厂沾3x24井产出水中的内源微生物进行高压(10 MPa)和常压下的静态激活试验,对培养前后的微生物群落结构、代谢产生的低分子有机酸及表面张力进行检测.结果表明:微生物在不同压力下的生长代谢有较大的差异,压力不仅显著影响微生物群落的结构,而且影响微生物的生长代谢活性和速度,以及整体群落的代谢方式;与高压相比,常压下微生物种类较多,丰度较高,代谢高峰提早14 d,变化周期较短.     

不同规模污水处理系统中微生物群落结构

为了研究处理规模对污水处理系统中微生物群落结构的影响,该文采用针对氨氧化菌(AOB)功能基因氨单加氧酶(amoA),及针对细菌16S rRNA基因的末端限制性片段长度多态性技术(T-RFLP),分析了北京市一个实际污水处理系统和一个中试反应器中AOB及细菌的群落结构,并探讨了处理规模对微生物群落结构的影响。T-RFLP指纹图谱表明:2个污水处理系统中AOB的优势末端限制性片段(T-RF)均为291和354 bp,细菌的优势T-RF为106、115、117、166、423、455、468、471、482、739、777和782bp等。T-RFLP指纹图谱分析表明:处理规模对系统中AOB群落结构没有显著影响,而对系统中细菌的多样性有一些影响。2个污水处理系统中优势AOB均属于Nitrosomonas europaeacluster和Nitrosomonas oligotrophaculster。     

太湖梅梁湾不同深度沉积物中细菌群落结构组成

为研究湖泊沉积物不同深度处的细菌群落结构组成和多样性,选取太湖梅梁湾作为采样点,应用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术比较湖泊不同深度沉积物样品中细菌群落的结构组成及其多样性。结果表明:太湖沉积物中细菌具有丰富的多样性,细菌种类和相对丰度与当前已有的可培养细菌研究结果一致。细菌群落结构随着沉积物深度的增加呈现一定的变化规律,相邻近的沉积物分层中细菌群落结构的相似度较高;随着沉积物深度的增加,沉积物中优势菌属发生了一定的变化;表层沉积物与底层沉积物的细菌群落结构相差较大。鉴于氧含量随着沉积物深度的增加而逐渐减少,可以推断氧含量的变化是造成湖泊沉积物中细菌群落结构与多样性差异的主要原因。另外,表层沉积物中的生物扰动也是可能的原因。     

16S rRNA基因技术在油藏微生物生态研究中的应用

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研究，也为研究油藏微生物群落和微生物采油技术提供了一个新的工具，尤其16S rRNA基因技术应用于油藏微生物生态研究．该技术克服了基于细胞水平研究方法的不足，能更准确、更客观地揭示油藏微生物的多样性、群落动态变化、种群结构及进化等方面的信息．文章简要综述了16S rRNA基因技术发展历程及在环境微生物生态学中的应用，详细概述了16S rRNA基因技术在油藏微生物生态研究中的地位和作用以及用于油藏微生物生态研究的16S rRNA基因技术，讨论了16S rRNA基因技术目前在油藏微生物生态研究中存在的问题，通过实例论证了该技术的现场应用效果，重点介绍了胜利油田利用T-RFLP、DGGE等分子生态学技术在河口采油厂罗801区块空气辅助微生物驱和单12区块内源微生物驱研究中的应用，阐明了分子生态学技术在微生物提高原油采收率研究中的重要的意义．     

喀斯特适生植物的共生微生物的研究进展

笔者通过对喀斯特适生植物根际土壤、根部和叶片等微生物群落特征的实验分析,发现喀斯特适生植物与多种已知可促进宿主植物抗逆的微生物共生。同时,还通过对喀斯特生态环境的土壤特征、植物共生微生物的生理生态作用等研究的梳理,并提出:共生微生物可以帮助宿主植物适应盐、旱等多种不利环境;喀斯特适生植物的共生微生物在生态保护和农业生产方面具有重要的应用价值;目前石漠化的治理方式不应只注重乔灌草的搭配,还应考虑生态系统中植物与微生物间紧密的相互作用及土壤、微生物与植物的相互影响。     

浙江丽水太山芒萁灌草丛群落研究

通过样方调查,对芒萁灌草丛不同恢复阶段的群落特征进行了分析,结果表明,芒萁群落乔木种类较为单一,物种的丰富度,多样性和均匀性都随年龄增加而逐渐增加,群落不同恢复阶段各层物种的相关系数较高,群落年龄结构属于增长型,灌木层-草本层-乔木层的物种多样性依此递减.     

高通量测序分析小清河济南段微生物群落结构

利用高通量测序技术,对小清河济南段上、中、下游的水体和沉积物中微生物群落进行监测,分析不同河段微生物群落的特征以及环境因子相关性,筛选与氨氮降解相关的微生物群.结果表明:变形菌门、放线菌门、蓝藻门是丰度相对较高的三大类微生物群,睦里庄、辛丰庄断面的微生物群落与水体酸碱度及溶解氧呈正相关,与氨氮、总氮、生化需氧量及化学需...     

微生物末端限制性片段的长度多态性研究新进展

有效的比对不同环境下微生物群落基因组间的差异,可为刑事侦查中鉴定不同物证的来源或异同,提供有效的分析思路;微生物基因组16S rRNA有多个区段高度保守,可以设计出通用引物,扩增所有细菌的16S rRNA片段,而16S rRNA可变区的差异则可以用来区分不同的细菌;近年来发展起来的T-RFLP（末端标记限制性片段长度多态性）技术为该策略的实施提供了新的技术平台;本文对近年来T-RFLP分析的研究进展进行了系统回顾,对其关键技术,包括引物及限制酶的选择、末端片段的解析、信号的区分以及图谱的解读等方面的最新研究方法进行了系统的比较和评价,以期为其在法庭科学中的实践提供相应的参考和帮助。     

珍稀特有植物华顶杜鹃的群落基本特征分析

在群落样方调查的基础上,对浙江大盘山和华顶山的华顶杜鹃群落的种类组成、群落垂直结构和生活型组成进行了分析.结果表明:华顶杜鹃群落中植物组成丰富,共有64科、102属、138种,对科属的区系分析表明群落处亚热带北缘,海拔较高;群落分层现象较明显,乔木层、灌木层和草本层物种种类丰富,层间植物种类也较丰富;生活型组成中,高位芽植物占优势,地上芽植物、地面芽植物和一年生植物很少,地下芽植物也占较高比例,叶型以单叶种类占优势,叶级以小型叶和中型叶占优势,反映出群落所处的生境温热多湿,但因处于较高海拔而明显受到温度的影响.     

分子生态学方法对油藏细菌群落结构分析的比较

目前对油藏细菌群落结构分析方法繁多,为得到准确全面的群落分析结果,必须选取合适的方法。群落分析方法的优劣进行比较分析,选取从新疆陆梁油田注水井筛出的11株单菌,测定其16srDNA序列,制成包含7个菌属、9个菌种的混合菌液。应用基于PCR扩增的三种分子生态技术DGGE、T-RFLP、建立16SrDNA文库比较和分析了混合菌液细菌多样性。使用PCR-DGGE方法时发现,DGGE方法可灵敏地检测到序列1 bp的变化,能将不同菌株分开,但该方法经过切胶测序后的的目标序列较短,信息量不大且有时有一定误差,较适合用于定性对比;而用于菌群结构的分析时应结合其他方法。T-RFLP法可区分大部分菌属,但数据库不够完整,不能确定细菌群落组成;因此也不适合单独用在细菌群落检测中,可用作多个样品种群多样性的对比或结合其他方法对样品进行系统透彻解析。建立16srDNA克隆文库法成功鉴定到7个菌属8个菌种16SrDNA序列,更适用于油藏细菌群落结构的分析。     

Genetic diversity in Sargasso Sea bacterioplankton

Bacterioplankton are recognized as important agents of biogeochemical change in marine ecosystems, yet relatively little is known about the species that make up these communities. Uncertainties about the genetic structure and diversity of natural bacterioplankton populations stem from the traditional difficulties associated with microbial cultivation techniques. Discrepancies between direct counts and plate counts are typically several orders of magnitude, raising doubts as to whether cultivated marine bacteria are actually representative of dominant planktonic species. We have phylogenetically analysed clone libraries of eubacterial 16S ribosomal RNA genes amplified from natural populations of Sargasso Sea picoplankton by the polymerase chain reaction. The analysis indicates the presence of a novel microbial group, the SAR11 cluster, which appears to be a significant component of this oligotrophic bacterioplankton community. A second cluster of lineages related to the oxygenic phototrophs--cyanobacteria, prochlorophytes and chloroplasts--was also observed. However, none of the genes matched the small subunit rRNA sequences of cultivated marine cyanobacteria from similar habitats. The diversity of 16S rRNA genes observed within the clusters suggests that these bacterioplankton may be consortia of independent lineages sharing surprisingly distant common ancestors.     

古矿井区域酸性矿坑水微生物群落的多样性

通过生态群落16S rRNA基因库的重建并采用限制性酶切长度多态性(RFLP)分析的方法,对铜绿山铜矿酸性矿水中微生物群落的多样性进行研究。通过RFLP对扩增出的327个16S rRNA PCR产物进行分析,对44个16S rRNA的克隆子进行测序。每个样点各有2～6个主要操作分类单元,这些操作分类单元所对应的克隆子数分别占各样点克隆子总数的56.3%～69.6%。93.8%的克隆子序列与现在的数据库中序列相似性大于90%。样点酸性矿坑水主成分分析与系统发育分析结果显示:在低pH值、高离子浓度的样点tls1与tls2中多数克隆子属于gamma-Proteobacteria(主要为Acidithiobacillus ferrooxidans)和Nitrospira科(主要为Leptospirillum);而在较高pH值、低离子浓度的样点tls3的克隆子多属于gamma-Proteobacteria(没有A.ferrooxidans)和alpha-Proteobacteria。在古矿井区域酸性矿坑水中微生物群落的多样性很低,生物地球化学特性相近的酸性矿坑水由具有相近的微生物群落组成。     

盐度影响珠江口浮游细菌形成特殊生态位

通过对珠江口水域进行水样的高通量测序, 获得 16S rRNA 基因序列, 分析结果表明, 盐度是影响珠江口浮游细菌Alpha和Beta多样性的主要环境参数之一, 并且低盐度样品中浮游细菌具有相对高的遗传多样性。将盐度分为低、中、高3个组, 通过群落组成分析验证表明, 该研究区域内总样本与盐度分组样本浮游细菌的优势菌和核心菌的分类学信息差异较大。总样本中优势菌是变形杆菌门, 核心菌多为酸杆菌门。低盐度组样本中核心菌主要为C111科, 中盐度和高盐度组均为OCS111科, 来自酸杆菌门。低盐度浮游细菌与中高盐度浮游细菌的核心菌物种完全不重合。对盐度进行交叉细分, 并对浮游细菌进行共发生网络分析, 结果表明, 细分的盐度分组下, 珠江口浮游细菌群落形成紧密联系且彼此独立的模块, 且模块内部物种组成关系复杂。     

16S rRNA基因的PCR-DGGE技术分析茶尺蠖幼虫肠道细菌种群结构及多样性

利用16S rRNA的PCR-DGGE（变性梯度凝胶电泳）技术分析研究了茶尺蠖肠道内细菌的种类与多样性.通过对16S rRNA序列分析,从茶尺蠖野外种群肠适中鉴定了11种细菌,这些细菌分属于沃尔巴克氏菌（Wolbachia）、肠杆菌属（Enterobacter）、沙雷氏菌属（Serratia）、梭菌属（Clostridium）、肠球菌属（Enterococcus）、暂定类群EO1;其中以肠杆菌、沃尔巴克氏菌、沙雷氏菌属最为常见.另外,也鉴定了一种茶树叶绿体上的16SrRNA基因.茶尺蠖幼虫体内的共生菌多样性分析结果,将会为害虫综合治理提供一条全新的探索途径.     

西沙野生诺尼内生细菌群落多样性初步研究

采用构建16S rDNA克隆文库方法,首次对我国海南永兴岛西沙野生诺尼果内生细菌的群落结构和多样性进行初步研究.首次采用Mothur软件对诺尼果内生细菌克隆文库数据进行分析,构建Mothur软件数据分析平台.构建的西沙野生诺尼果内生细菌16S rDNA克隆文库中,93个克隆分属于12个不同可操作分类单元(operational taxonomic units,OTU),序列比对结果表明大部分克隆与已知细菌16S rDNA序列相似性较高.分别属于变形菌门(Proteobacteria)的Alpha、Beta、Gamma亚群,放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes).水库杆菌属(Piscinibacter sp.)细菌为野生诺尼果内生细菌优势菌群.优势菌属分别为水库杆菌属(Piscinibacter sp.)为80.65%,蛋白胨菌属(Peptoniphilus sp.)和链球菌属(Streptococcus sp.)均为3.23%,甲基杆菌属(Methylobacterium sp.)为2.15%.研究结果表明西沙野生诺尼果中存在较为丰富的内生细菌资源,将为进一步研究奠定理论基础.     

Seasonal variation of snow microbial community structure in the East Rongbuk glacier, Mt. Everest

Mt. Everest, the zenith of the world, plays an impor- tant role in the global climate change. During the lastdecade, some studies on glacier and snow have been undertaken in this region. The climate and environment changes in the past hundred years have b…     

Fine-scale phylogenetic architecture of a complex bacterial community

Although molecular data have revealed the vast scope of microbial diversity, two fundamental questions remain unanswered even for well-defined natural microbial communities: how many bacterial types co-exist, and are such types naturally organized into phylogenetically discrete units of potential ecological significance? It has been argued that without such information, the environmental function, population biology and biogeography of microorganisms cannot be rigorously explored. Here we address these questions by comprehensive sampling of two large 16S ribosomal RNA clone libraries from a coastal bacterioplankton community. We show that compensation for artefacts generated by common library construction techniques reveals fine-scale patterns of community composition. At least 516 ribotypes (unique rRNA sequences) were detected in the sample and, by statistical extrapolation, at least 1,633 co-existing ribotypes in the sampled population. More than 50% of the ribotypes fall into discrete clusters containing less than 1% sequence divergence. This pattern cannot be accounted for by interoperon variation, indicating a large predominance of closely related taxa in this community. We propose that such microdiverse clusters arise by selective sweeps and persist because competitive mechanisms are too weak to purge diversity from within them.     

Community structure of β-Proteobacterial ammonia-oxidizing bacteria in prawn farm sediment

To examine the community structure of β-Proteobacterial ammonia-oxidizing bacteria (AOB) in prawn farm sediment, the 16S rRNA gene library was constructed with β-Proteobacterial AOB-specific primers. The library was screened by PCR-restriction fragment length polymorphism (RFLP) analysis and clones with unique RFLP patterns were sequenced. Two groups of β-Proteobacterial AOB, the Nitrosomonas and the Nitrosospira, were detected. The Nitrosomonas occupied an absolute dominant position, accounting for more than 90% of total clones in the clone library, while the Nitrosospira accounting for 5.48%. Nitrosomonas-affiliated clones were grouped into the Nitrosomonas marina and the Nitrosomonas sp. Nm 143 clusters, and Nitrosospira-affiliated clones were grouped into the Nitrosospira cluster 1. No other clusters of β-Proteobacterial AOB were found. The results enriched our knowledge of AOB diversity in the prawn farm sediment and provided important foundational data for further functional studies of these microbes in mariculture environments.     

胜利油田纯梁采油厂某区块油藏中微生物菌群分析

构建细菌16S rDNA基因文库以及硫酸盐还原菌的dsrAB基因文库,研究了胜利油田纯梁采油厂35区块某油井采出水中微生物的多样性以及SRB的菌群结构组成.结果表明,样品中微生物的多样性指数不高,样品中的微生物主要来自β变形菌纲以及γ变形菌纲,SRB主要由Thermodes-ulfobacterium、Desulfomicrobium、Thermodesulforhabdus以及Archaeoglobus fulgidus等属的微生物组成.将序列相似性≥97%作为一个OTU的划分原则,16S rDNA文库中有2个优势OTU,分别与Arco-bacter以及Pseudomonas stutzeri相近,分别占总克隆数的44%和56%;dsrAB基因文库有3个优势OTU,分别与Archaeoglobus fulgidus、Archaeoglobus infectus、Desulfotomaculum geothermicum相近,分别占总克隆数的46.6%、16.6%以及13.3%.16S rDNA基因序列与已知序列相似性较高,优势菌种在国内油田中较为常见,但不同油藏之间菌群结构存在较大差异.dsrAB序列与已知序列的相似性较小,可能存在新的SRB.