聚合酶链反应—变性梯度凝胶电泳技术研究梯田式人工湿地微生物群落动态变化

采用聚合酶链反应(PCR)—变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对梯田式人工湿地(TTCW)和复合垂直流式人工湿地(IVCW)生活污水处理系统内的微生物群落结构的动态变化及其对生活污水处理效果的影响进行了对比研究。结果表明:(1)TTCW和IVCW对生活污水均具有较好处理效果,其COD去除率平均分别为76.2%和72.6%、TP去除率平均分别为90.7%和85.6%、NH4+-N去除率平均分别为65.2%和58.8%;TTCW增氧作用明显。(2)2种人工湿地内均存在丰富的微生物群落,并均存在共有的微生物种群;在湿地沿程不同位置均存在一定数量的优势种群。(3)TTCW强化了大气复氧能力,使得湿地内DO较相同深度的IVCW的高。TTCW具有较强的污染物去除能力,特别是具有高效的脱氮除磷能力。这种能力可能主要是TTCW中微生物群落结构的变化所致。

聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳分析在毒死蜱胁迫下土壤真菌群落结构演替

为评价毒死蜱施用后对土壤真菌群落结构的影响,将农田土壤用终质量分数5mg/kg毒死蜱处理,同时以不施用毒死蜱为对照,定期采集土样进行毒死蜱残留测定并提取土壤DNA,采用基于染色体内转录间隔区(internaltranscribed spacers,ITS)ITS1f-GC/ITS2和28SrDNA U1-GC/U2引物对进行聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳,获得的指纹图谱利用Quantity One软件进行数字化分析,计算样品的多样性指数(H),并用Matlab软件进行主成分分析.ITS1f-GC/ITS2和U1-GC/U2扩增区域分析结果表明,毒死蜱施用后第7～60天内土壤真菌群落结构与对照相比发生很大改变,且毒死蜱处理样品真菌群落结构保持基本稳定,多样性指数明显提高;主成分分析显示,毒死蜱处理样品与对照明显分在2个不同的区域,充分表明毒死蜱对土壤真菌群落结构影响迅速且持久.

中国人2型糖尿病肾病患者锰超氧化物歧化酶基因的PCR-DGGE分析

目的探讨锰超氧化物歧化酶(MnSOD)基因在中国人糖尿病肾病(DN)遗传背景中的地位.方法运用聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术在200例无亲缘关系之中国云南昆明地区汉族人2型糖尿病肾病患者90例;2型糖尿病患者70例;健康对照者40例中对MnSOD基因编码区进行分子扫查.结果在对研究对象MnSOD基因编码区的第1、2、3、4、5个外显子的PCR-DGGE扫查中未发现异常泳动片段.结论 MnSOD基因可能不是中国汉族人DN的主要致病基因.

基于PCR-DGGE技术的浓香型白酒发酵过程中微生物种群变化研究

本文采用聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术对浓香型白酒大曲生产过程中细菌和真菌群落的多样性进行了研究。结果表明,16S rDNA的条带数、优势度、多样性和相似性在DGGE模式中明显不同,反映了不同阶段存在的细菌群落的广泛多样性。

芽孢杆菌在肉鸡肠道内的分布及对肠道菌群、消化酶活性的影响

考察枯草芽孢杆菌的芽孢在AA肉鸡肠道内的分布和随粪便的排出规律,及对肠道内细菌群落结构变化和肠道内消化酶活性的影响.试验选取240羽1日龄AA肉鸡,随机分为2组,每组6个重复,采用相同的无抗生素基础日粮饲养3 d后,对照组和试验组分别一次性灌喂无菌水或枯草芽孢杆菌的芽孢(1.5×108CFU?mL-1)各0.5 mL;在不同时间采样进行计数和酶活性测定,同时通过聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)技术分析此过程肉鸡粪便中细菌群落的变化.结果表明:灌喂的芽孢在十二指肠内开始萌发,以空肠的营养体数量最高,盲肠内则以芽孢为主;粪便中的芽孢数量在24 h时最高,达到7.9×104CFU?g-1,而后逐渐降低,在72 h后基本无法检出.PCR-DGGE结合主成分分析(PCA)表明:对照组与试验组鸡粪中的细菌群落结构存在较大差异,其中试验组中肠道有益菌——乳杆菌属(Lactobacillussp.)含量较对照组有明显提高;同时,灌喂芽孢12 h后,十二指肠内淀粉酶、胰蛋白酶和总蛋白酶活性,空肠内的脂肪酶活性和盲肠内的总蛋白酶活性均高于对照,差异有统计学意义(P<0.05).试验证实芽孢能在AA肉鸡肠道内萌发并停留超过72 h,并对提高肠道内消化酶活性和改善菌落结构发挥作用.

鲫鱼贮藏过程中微生物菌相PCR-DGGE分析及其防腐保鲜

采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-amplification and denaturing gradient gel electrophorsis,PCR-DGGE)技术,分析4℃冷藏条件下鲫鱼肌肉和鱼鳃的菌相组成及变化,并利用不同浓度(效价分别为67 608、32 359、2 239、1 820、1 157 IU/m L)抗菌脂肽溶液对鲫鱼进行浸泡处理,以未处理作为对照,分别测定其菌落总数、挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)、p H值和硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)等指标,评价抗菌脂肽对鲫鱼冷藏保鲜效果。结果表明:鲫鱼贮藏过程中的微生物具有多样性,PCRDGGE技术确定气单胞菌属(Aeromonas sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、不动杆菌属(Acinetobacter sp.)和热杀索丝菌属(Brochothrix thermosphacta)为鲫鱼鱼肉的主要腐败菌群,荧光假单胞菌是鲫鱼贮藏过程中的优势腐败菌。而棉子糖乳球菌属(Lactococcus raffinolactis)、从毛单胞菌属(Comamonas sp.)和气单胞菌属(Aeromonas sp.)为鲫鱼鱼鳃的主要腐败菌群,表明鱼肉和鱼鳃在贮藏过程中,导致腐败的主要腐败菌群有一定差异性。同时,不同浓度的抗菌脂肽对鲫鱼均有明显的防腐保鲜作用,有效抑制了鲫鱼菌落总数、TVB-N值和TBA值的增加以及p H值的升高。其中,高浓度抗菌脂肽(效价为67 608 IU/m L)在4℃贮藏条件下使鲫鱼的货架期延长了6 d,说明抗菌脂肽对鲫鱼具有良好的保鲜作用,能明显延缓鲫鱼的腐败变质。

两种不同硝化类型反应器中固定化硝酸菌的群落分析

该试验从亚硝化和全程硝化两种不同硝化类型的好氧流化床反应器的固定化包埋颗粒中提取细菌总基因组DNA,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE)对系统中的氨氧化菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和亚硝酸盐氧化菌(nitrite-oxidizing bacteria,NOB)群落结构进行了解析,根据序列数据进行同源性分析并建立系统发育树。结果表明:经过较短的驯化时间后,固定化颗粒反应器可形成优势菌,改变运行条件或经过长时间搁置后,颗粒中生态群落结构保持稳定;反应器中AOB较单一,以Nitrosomonas sp.为主,但具备一定抗冲击负荷能力,NOB以Nitrobacter sp.为主,全程硝化反应器中具有亚硝化反应器中所不具备的Nitrobacter sp.219、Nitrobacter sp.263。

发酵肉制品菌群的非培养鉴定技术研究进展

随着分子生物学技术的快速发展,以聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)为基础的非培养鉴定技术在发酵肉制品菌群鉴定中得到越来越广泛的应用。其方法主要有种特异性PCR、聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳等。与传统的分离培养鉴定方法相比,非培养方法具有直接、快速、准确、实时等优点,但同时也存在一些缺点,如样品复杂程度、DNA(RNA)提取条件、PCR反应过程的差异等均可影响鉴定结果。非培养鉴定技术与传统微生物鉴定技术相结合,能够对发酵肉制品菌群多态性和动态变化做出准确的鉴定。

PCR技术在基因突变分析和定型中的应用

聚合酶链反应 (PCR)技术的应用在基因突变分析和定型领域引起了翻天覆地的变化 。

高通量测序技术在传统发酵食品微生物群落中的应用研究

传统发酵食品风味独特,营养丰富,历史悠久,生产方式多采用自然接种,部分食品的生产工艺已有数千年的历史,其最终质量与发酵过程中存在的多种微生物密切相关。研究表明,运用现代分子生物学技术,可从基因水平上揭示微生物的多样性和群落结构的动态变化,系统阐明其发酵机理。该文综述高通量测序技术在传统发酵食品微生物群落中的应用研究,对聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)、实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-FQPCR)、宏基因组、宏转录组测序等研究方法的原理、操作方法及其研究成果进行了总结,并对各分析技术优缺点进行了比较,旨在为传统发酵食品的微生物群落研究提供参考。

PCR-DGGE蝴性结肠炎大鼠胃肠道中细菌多样性研究

目的探讨溃疡性结肠炎对大鼠胃肠道微生物多样性影响，为治疗溃疡性结肠炎提供可靠依据。方法采用2，4-二硝基氯苯乙酸复合法对健康SD大鼠进行溃疡性结肠炎造模；运用CTAB—SDS法提取肠道微生物总DNA，通过PCR．DGGE分析溃疡性结肠炎大鼠之间胃肠道微生物多样性差异。结果溃疡组、用药组和正常组大鼠的消化道中，不同部位细菌Shannon~数变化较大（1．64-3．05），结肠中Shannon指数最高，其次是胃，小肠最低。在结肠，不同组的细菌多样性Shannon指数变化幅度不大，以用药组最高（3．05），其次溃疡组（2．98），正常组2．95，说明大鼠结肠在健康状态下细菌多样性最低，结肠炎后会发生一定的变化。此外，发现病变后的大鼠胃中拟杆菌属、梭菌属、普氏菌属、紫单胞菌属等厌氧细菌增加，病变后的结肠中乳杆菌属细菌明显减少，紫单胞菌属和梭菌属细菌明显增加；病变后小肠中部分乳杆菌种类消失，同时梭菌属和紫单胞菌属等不常见菌群的出现。结论溃疡性结肠炎大鼠胃、小肠、结肠中有益菌乳杆菌明显减少，普氏菌属、紫单胞菌属、梭菌属等明显增多，这些菌属可作为条件致病菌引起内源性感染，可能是造成溃疡性结肠炎的重要原因。

红曲醋酿造过程中菌群动态分析

红曲醋是在多菌种共同作用下发酵酿造而成,其酿造周期与微生物有着重要关系。研究通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)和高通量测序对红曲醋中的微生物菌群结构进行分析,并借助热图分析醋中的优势菌群,为揭示红曲醋中的微生物演替规律提供依据,并对缩短永春老醋酿造周期奠定基础。高通量测序研究结果发现,红曲醋中的优势菌群是乳酸菌(Lactobacillus)、醋酸菌(Acetobacter)、红球菌(Rhodococcus)、苍白杆菌(Ochrohactrum)、芽孢杆菌(Bacillus)、沉积物杆状菌(Sediminibacterium)、不动杆菌(Acinetobacter)、甲基杆菌(Methylobacterium)、酵母菌(Saccharomycetales sp.)、解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)、子囊菌(Ascomycota sp.)、假丝酵母菌(Candida xylopsoci)和毛孢壳属(Coniochaetaceae sp.)。芽孢杆菌(Bacillus)与酵母菌(Saccharomycetales sp.)有拮抗作用,红曲霉菌(Monascus purpureus)与克拉菌(Cryocola)、无氧芽孢菌(Anoxybacillus)、沙雷氏菌(Serratia)、微杆菌(Microbacterium)、甲基杆菌(Methylobacterium)有较强的促进作用。

幽门螺杆菌感染对小鼠食道下端菌群的影响

目的通过小鼠动物模型,检测幽门螺杆菌感染后食道下端菌群的变化,探讨其与食道下端疾病发生的关系。方法将30只BALB/C小鼠随机均分为阴性对照组和感染组。感染组通过灌喂幽门螺杆菌菌液建立动物感染模型,两组小鼠均在末次灌喂菌液4周后同时处死,取食道下端组织提取细菌的DNA,以原核生物16S rDNAV6区通用引物采用聚合酶链反应-变性梯度凝胶技术(PCR-DGGE)对V6区进行扩增,用Quantity-One 1-DAnalysis software.对DGGE图谱进行菌群分析,并将DGGE图谱上的组间差异条带用16S rDNAV6区引物分别扩增后,DNA测序,BLAST比对分析。结果 DGGE指纹图谱分析显示,实验组DNA条带数量极显著高于对照组(P<0.01),多样性指数、丰富度指数均显著高于对照组(0.01<P<0.05);菌群聚类分析能很好地在相似性系统树中分开,主成分分析不同组的菌群分别聚集在不同的位置,BLAST比对分析感染组出现特有细菌。结论食道下端定植着以乳杆菌、拟杆菌为优势菌的稳定菌群,幽门螺杆菌感染后菌群结构变化为以葡萄球菌、不动杆菌、无芽胞杆菌为优势菌的菌群。

O_3—BAC工艺的微生物群落结构解析

利用聚合酶链反应—变性梯度凝胶电泳(PCR—DGGE)对臭氧—生物活性炭(O3—BAC)工艺3个不同运行周期(18、8和4个月)中BAC上的微生物群落结构进行了解析,研究结果表明:对于生物量很少的饮用水处理系统,PCR—DGGE法能够有效地表征BAC上微生物群落结构的变化;随着运行时间的增加,BAC系统中菌群结构的相似程度和种群的多样性(条带数)逐渐增高,最初定植的菌株能在BAC上稳定存在,即生物系统具有良好的稳定性。

氮肥对稻田土壤反硝化细菌群落结构和丰度的影响

以氮肥田间定位试验为研究对象,利用PCR-DGGE(聚合酶链反应变性梯度凝胶电泳)和荧光定量PCR(real-time PCR)技术,通过对反硝化细菌nirS基因的检测,分析了定位试验第2年稻田反硝化细菌群落结构和丰度的变化。DGGE图谱及依据其条带位置和亮度数字化数值进行的主成分分析(PCA)结果均显示:在氮肥定位试验第2年,与不施肥对照(CK)比较,在水稻各个生育期(分蘖期、齐穗期和成熟期)内,施用氮肥[150kg(N)·hm-2]的稻田根层土或表土中的反硝化细菌群落结构均无明显变化;且稻田根层土或表土中的反硝化细菌群落结构在水稻各个生育期间也均无明显差异。荧光定量PCR结果显示,在水稻生长发育过程中,施用氮肥的稻田根层土或表土中的反硝化细菌nirS基因拷贝数始终显著(P<0.05)高于其对应的不施肥对照。此外,无论施用氮肥与否,根层土中的反硝化细菌nirS基因拷贝数在水稻成熟期时都会显著(P<0.05)降低;但表土中的nirS基因拷贝数在水稻各生育期间无明显变化;且水稻成熟期时施用氮肥和不施肥的稻田表土中nirS基因拷贝数都显著(P<0.05)高于根层土。同时,与对照比较施用氮肥可促进水稻增产44%。研究表明,短期定位试验中施用氮肥能够显著提高稻田土壤反硝化细菌的丰度,但对其群落结构没有明显影响。

多孔介质渗透率对油藏微生物生长代谢影响

采油微生物在提高原油采收率过程中,受油藏环境条件,包括温度、压力、矿化度、pH值和渗透率等因素影响.用人工填沙岩心模拟地层多孔介质,以淀粉水解液为主要碳源,通过对胜利油田中一区Ng3产出水中的内源微生物,在60℃高温和10MPa高压下的静态激活实验,考察在不同渗透率的多孔介质中,采油微生物的激活代谢情况.利用聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradientgel electrophoresis,PCR-DGGE)技术,研究不同渗透率岩心激活后微生物群落DGGE条带的变化.结果表明,微生物在不同渗透率多孔介质中的生长代谢有较大差异,岩心渗透率显著影响微生物群落结构,高渗透多孔介质培养条件下微生物种类比低渗透介质条件下多,丰度也较高.

污泥发酵液对A^2O脱氮除磷和微生物的影响

为研究剩余污泥发酵液作碳源对微生物群落结构的影响,将发酵液与市政污水按流量比1∶35回用于厌氧-缺氧-好氧反应器,在室温下运行90 d.聚类分析表明,发酵液明显改变了微生物群落结构,5~30 d和45~90 d的微生物属于不同的聚集区;微生物多样性分析表明,发酵液使Shannon-Wiener指数从2.6升高到3.1,系统运行稳定性增强;PCR-DGGE分析表明,发酵液对微生物群落具有一定的选择性,氨氧化菌Nitrosomonas sp.、硝化菌Betaproteobacteria和Nitrospira sp.、反硝化菌Comamonas sp.和聚磷菌Gammaproteobacteria得到富集,TN和TP去除率从64.5%和52.4%提高到84.7%和94.3%.

双生子儿童口腔微生物群组结构分析

目的通过聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析双生子儿童中同卵双生子和异卵双生子口腔微生物群组结构的差异。方法选取双生子儿童20对,其中同卵双生子10对,异卵双生子10对;乳牙列10对,混合牙列10对;有龋者17人,无龋者23人。采集唾液样本后,提取细菌DNA,经通用引物扩增16s rRNA基因和PCRDGGE分析后,计算PCR-DGGE条带数及多样性指数。结果同卵双生子与异卵双生子均表现出明显的聚类分布,但同卵双生子与异卵双生子之间无统计学差异(P>0.05)。乳牙列组中,有龋儿童的PCR-DGGE条带数(11.00±1.56)及多样性指数(1.05±0.36)低于无龋儿童(14.00±2.74,1.44±0.37),两者间均具有统计学差异(P<0.05)。混合牙列组中,有龋儿童的PCR-DGGE条带数(11.88±4.05)及多样性指数(1.18±0.36)低于无龋儿童(14.31±5.71,1.28±0.47),但两者间均无统计学差异(P>0.05)。结论亲缘之间口腔微生物组群结构更为相似,环境的影响可能大于遗传的影响。有龋儿童的微生物种类较无龋儿童有所减少。