基于PCR-DGGE技术分析浓香白酒窖泥梭菌多样性

窖泥是浓香型白酒酿制过程中最主要的微生物源,窖泥中微生物的类型、丰度、新陈代谢活动等均对浓香型白酒品质产生很大的影响。为探究窖泥中梭菌微生物的多样性,利用窖泥理化结合聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳技术对10个窖泥样品中的梭菌群落及变化规律进行研究。结果表明,所选10个窖泥的理化参数均符合优质窖泥指标要求;在微生物层面,窖泥中检测到的梭菌在属水平上有:嗜碱菌属、丁酸弧菌属、梭菌属、喜热菌属、瘤胃梭菌属、粪球菌属、沉淀杆菌属(Sedimentibacter)、钙原杆菌属(Caldicoprobacter)、温带菌(Tepidimicrobium)、梯氏菌(Tissierella)、孢子菌(Sporanaerobacter)、硫酸盐还原菌属、鲁替孢菌属和梭状芽胞杆菌(Clostridiisalibacter)等,这些菌是优质窖泥的重要指示菌,可知窖泥中含有极其丰富的酿酒功能菌。揭示了可能在白酒酿造中起关键作用的梭菌菌群,在分子水平上为研究浓香型白酒提供了理论依据。

芝麻香型高温大曲制曲过程中理化生化与细菌DGGE指纹图谱的探究

采用16S rRNA、PCR-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,在芝麻香型高温大曲培曲及前期储存期间进行采样,并分别对高温大曲的各项理化生化指标变化规律及细菌DGGE指纹图谱进行综合分析,揭示了在高温制曲及贮存进程中,各项理化生化指标的变化规律及细菌种类具有多样性及相似性,该探究为指导高温大曲功能微生物筛选应用、优化提升大曲制作工艺提供参考。

PCR-DGGE技术分析韩式大酱与中式大酱中微生物多样性

微生物在大酱发酵过程中起到至关重要的作用,并与大酱的风味与质量密切相关,因此研究大酱中微生物的多样性有重要意义。该研究选择加工工艺不同的韩式大酱与中式大酱为对象,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)技术,通过PCR扩增、切胶回收、PCR测序等分析不同大酱中的微生物多样性。结果表明,大酱中的微生物由于制作工艺的不同存在明显差异。在韩式大酱中,细菌如芽孢杆菌属(Bacillus)、不动杆菌属(Acinetobacter)、四联球菌属(Tetragenococcus)、嗜盐单胞菌属(Halomonas),真菌如根毛霉属(Rhizomucor)、青霉菌属(Penicillium)、毛霉属(Mucor)、外瓶霉属(Exophiala)、曲霉属(Aspergillus)等分布广泛。在中式大酱中,乳酸菌如片球菌属(Pediococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、明串珠菌属(Leucanostoc)、肠杆菌属(Enterobacter),酵母如鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)分布较多。与中式大酱相比,韩式大酱中的真菌种类更丰富。研究结果为进一步探讨传统发酵大酱品质提供了理论依据。

不同16SrDNA靶序列对DGGE分析活性污泥群落的影响

为探讨不同通用引物扩增16S rDNA靶序列对活性污泥微生物群落分析的影响,更合理的利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析活性污泥样品.从连续流搅拌槽式反应器(CSTR)中获取活性污泥,以3对通用引物341f/534r、968f/1 401r和341f/926r扩增16S rDNA序列,用DGGE分离PCR扩增产物.研究表明采用不同引物对进行DGGE分析时,群落多样性和动态存在显著的差异.341f/534r和968f/1 401r的靶序列分离效果较好,341f/926r的靶序列分离效果较差.引物341f/534r和341f/926r DGGE图谱显示S2和S3相似性高,引物968f/1 401r DGGE图谱显示S1和S2相似性高.由此可见采用不同引物对进行DGGE分析时,群落结构之间的相似性和动态是不一致的.341f/534r的DGGE图谱中条带丰富,多样性最好,968f/1 401r的DGGE图谱次之,341f/926r DGGE图谱条带最少,多样性也较差.因此,在利用DGGE分析活性污泥样品时采用引物341f/534r和968f/1 401r是比较适宜的.

PCR-DGGE研究处理垃圾渗滤液序批式生物膜反应器(SBBR)中的细菌多样性

为了研究序批式生物膜反应器中的细菌多样性及其脱氮的微生物学机理,为工艺改进提供依据,从同步高效去除垃圾渗滤液中高氨氮和高COD的SBBR生物膜和渗滤液原水中采集微生物样品并提取微生物总DNA,使用细菌通用引物对(GC341F/907R)从总DNA中成功扩增出目标16S rDNA片段,然后对扩增的16S rDNA进行DGGE,对凝胶染色并进行条带统计分析和切胶测序,使用序列数据进行同源性分析并建立了系统发育树.结果表明,该驯化后的SBBR生物膜和渗滤液原水中都有比较丰富的细菌多样性,驯化的生物膜细菌主要来自渗滤液原水,而且生物膜细菌在反应器正常运行时不会出现明显的群落结构变化;在该SBBR中有多种硝化细菌与反硝化细菌、好氧反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌共存,说明该反应器中可能同时存在全程硝化反硝化、同步硝化反硝化和厌氧氨氧化3种脱氮方式.研究结果为SBBR脱氮微生物机理研究提供了一些有价值的参考依据.

家蚕幼虫中肠细菌群落多样性的PCR-DGGE和16S rDNA文库序列分析

采用基于16S rDNA的变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)和16S rDNA文库序列分析的手段,研究了重要经济昆虫家蚕Bombyxmori2个品系——专食性品系C108和广食性品系SCN2幼虫中肠内的细菌群落多样性,同时还探讨了食料对家蚕中肠内细菌群落结构的影响。文库序列分析表明,PCR扩增得到的16S rDNA基因代表了家蚕中肠内的41种细菌系统发育型(phylotype),大多数属于Proteobacteria,其次是Lactobacillales。此外,还有少数属于Deinococcus-Thermus、Bacillales、Clostridiales和Actinobacteria,尚有5种系统发育型不能确定其所属类型。家蚕的这2个品系中,肠球菌属Enterococcus是其中肠细菌的优势菌群,栖热菌属Thermus是次优势菌群。优势菌肠球菌属的组成在品系和不同食料喂养条件下有着一定的变化,无桑饲料喂养条件下SCN2品系中肠内还出现了新的次优势菌葡萄球菌(Staphylococcus)。DGGE图谱显示家蚕低龄幼虫和高龄幼虫肠道细菌格局存在差异,推测可能与其发育期生理状态的差异有关。本研究结果提示家蚕肠道特殊菌群的出现可能与其特殊的食性有一定的关系,食料改变、生长受阻后肠道微生态平衡也发生变化。

PCR-DGGE技术对城市餐厨垃圾堆肥中细菌种群结构分析

使用基于16SrDNA的PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)技术对城市餐厨垃圾堆肥过程中细菌种群结构随时间的变化进行了研究.在堆肥不同时间取样,进行了堆肥温度、pH、含水率、有机质、C/N的变化分析和DGGE分析.结果显示,堆肥温度高于50℃的天数为7d,最高达65℃,可有效杀灭致病菌;最终pH值接近7.5;C/N为20.04.PCR-DGGE图谱显示,不同时间堆肥样中细菌DGGE图谱有着明显的差异性;堆肥升温期细菌种群丰富,优势种群不明显;高温期细菌种群减少,优势种群明显;降温期细菌种群结构基本保持稳定.温度对堆肥过程中细菌种群具有明显的筛选作用.堆肥各阶段DGGE图谱相似性Cs值比较低,堆肥处理后细菌种群结构与堆肥原料之间存在明显差异.

DG-DGGE分析除臭生物滤池微生物多样性

以细菌的通用引物PCR扩增16SrRNA基因的V3可变区,结合应用双梯度变性梯度凝胶电泳(DGDGGE)技术分析除臭生物滤池中不同空间层次的微生物种群的基因多样性,以及富集前后的微生物种群结构变化,初步了解可培养细菌的情况,并回收主要的DNA片段进行序列分析.结果表明,在滤池的不同层次上呈现出明显的空间分布多样性差异,并且培养前后及不同培养基富集培养的微生物种群的多样性及特异性有很大的差别.序列比对显示,硫氧化细菌在除臭过程中占有优势地位,为进一步的菌种分离提供有益的指导,也为更好地处理恶臭气体提供可靠的科学支持.

基于PCR-DGGE技术的剑湖湿地湖滨带土壤微生物群落结构多样性分析

为了解剑湖湿地湖滨带植物根际土壤中细菌的群落结构特征多样性,应用PCR-DGGE技术对剑湖湿地湖滨带4种植物根际土壤细菌的群落结构进行了研究,根据DGGE指纹图谱,对它们的遗传多样性进行了分析。结果表明,不同植物群落根际和非根际土壤细菌多样性指数(H′)、丰度(S)和均匀度(J)均有所不同,根际土壤细菌多样性指数、均匀度、丰富度均高于非根际,其中茭草根际土壤细菌多样性指数、均匀度、丰富度均最高,说明植物群落类型与土壤微生物多样性的关系十分密切;不同植物群落根际土壤细菌群落结构相似性较高,非根际土壤细菌群落结构相似性较低,在82%的相似水平上聚为4大类群,根际土壤细菌和茭草非根际土壤细菌聚为一类,其余非根际土壤细菌各聚为一类,说明植物群落对微生物群落结构具有一定的影响。对DGGE的优势条带序列分析,同源性最高的微生物分别属于变形菌门(Proteobacteria)、草酸杆菌科(Oxalobacteraceae)、紫色杆菌属(Janthinobacte rium)、杜擀氏菌属(Duganella)、埃希氏菌属(Escherichia)和链球菌属(Streptococcus),它们均为未培养微生物。不同植物群落根际土壤氮磷含量均有所差异,其中茭草根际土壤氮磷含量最高,湿地土壤细菌多样性与土壤有机质、总N、总P的含量呈正相关关系,土壤细菌多样性与土壤pH值呈负相关关系。

应用PCR-DGGE技术研究处理含氨废气的生物滤塔中微生物多样性

变性梯度凝胶电泳技术 (DGGE)在微生物生态学领域有着广泛的应用 .本文应用DGGE技术对处理含氨废气的生物滤塔中微生物多样性随时间的变化进行了研究 .在生物滤塔运行的不同时间采集滤塔中的填料样品 ,进行了生物滤塔对氨处理效果的分析和DGGE分析 .结果显示 ,污泥和混合填料生物滤塔氨的出气浓度在经过一段时间后 ,逐渐升高 ,而堆肥生物滤塔的运行情况较好 ,对氨的去除效率始终在 98%以上 .PCR DGGE图谱显示 ,不同时间的相同填料中微生物DGGE图谱有着明显的差异性 .Shannon指数分析表明 ,填料中微生物的多样性都随着反应器运行时间的延长而有所减少 .运行一个月后 ,混合填料的微生物多样性指数最低为 0 389;其次为污泥填料 ,其多样性指数为 0 4 73;堆肥填料的微生物多样性程度最高为0 5 6 9.生物滤塔对氨的去除效果与填料中微生物多样性Shannon指数之间有一定的相关关系 .主成分分析 (PCA)显示对于堆肥和污泥来说 ,填料样品之间微生物群落结构相似性较高 。

PCR-DGGE法用于活性污泥系统中微生物群落结构变化的解析

应用PCR- DGGE方法,对在相同的操作条件下分别用低温菌和常温菌接种的两套活性污泥系统中的微生物群落结构的动态变化进行了追踪。研究结果表明:由于工艺和操作条件相同,两系统的微生物群落结构的相似性随着运行时间的增加而增加。PCR-

在PCR-DGGE研究土壤微生物多样性中应用GC发卡结构的效应

应用普通细胞裂解法提取 3株实验菌株 (Escherichia coli DH5α,Staphylococcus aureus SA- 1和 A-grobacterium tumerfaciens 1 31 2 9)的基因组 DNA和应用基于高盐和长时高热的细胞裂解法提取 7种不同土壤样品中的微生物的基因组 DNA,两组不同结构的引物 F3 57GC,R51 8(在正向引物的 5′端有 GC发卡结构 )和 F3 57,R51 8,分别对实验菌株和土壤样品中微生物的 1 6Sr RNA基因 V3区进行扩增 ,均得到了目的片段。比较了不同引物扩增的 1 6S r DNA片段在 DGGE中的不同电泳行为 ,结果表明 ,含 GC发卡结构的PCR扩增产物在 DGGE中能够得到很好的分离 ,而无 GC发卡结构的 PCR产物则不能在 DGGE中获得满意分离。引入 GC发卡结构 。

凡纳滨对虾咸淡水养殖系统内细菌群落组成的PCR-DGGE分析

采用PCR(polym erase chain reaction)-DGGE(denaturing grad ient gel electrophoresis)及传统的微生物培养方法对凡纳滨对虾Litopenaeus vannam ei咸淡水养殖系统内各种环境的细菌群落组成进行了比较研究。传统的微生物培养计数表明,从海湾水、养殖池水到对虾粪样,细菌和弧菌的数量表现出依次增加的趋势,粪样及肠壁中弧菌的数量高出外界水环境1—4个数量级。相对于外界水环境,粪样中有很高的芽孢杆菌孢子含量,但是肠壁定植细菌中不存在芽孢杆菌(孢子)。PCR-DGGE及聚类分析结果表明,从海湾沿岸、养殖池、对虾粪便到对虾肠壁,细菌群落的多样性由高到低,无论是在哪种环境,群落的优势种都十分明显,且只有2—4种。来自同一环境各样品间的细菌群落组成非常相似,来自不同环境的样品,其细菌群落组成差别较大。聚类图上各簇的排列顺序反映了样品在取样空间分布上的毗邻次序和它们的相似程度。

基于PCR-DGGE指纹图谱川纹笛鲷及圆白鲳消化道壁优势菌群结构比较分析

本文采用免培养的16S rDNA梯度凝胶电泳技术(DGGE)对集约化海水网箱养殖川纹笛鲷Lutjanus sebae及圆白鲳Ephippus orbis消化道壁优势菌群结构进行了比较分析。研究结果显示川纹笛鲷及圆白鲳消化道壁存在着大量细菌群落,对DGGE指纹图谱聚类分析表明两种鱼肠道壁及胃壁菌群组成相似度高于50%,其中二者肠道壁细菌组成相似性最高(67%),这些可能与两种鱼养殖在同一水域、摄食相同饵料相关,另外通过软件对DGGE指纹带谱相对丰度分析表明同种鱼肠道壁及胃壁具有相同最大优势菌群。同时,两种鱼消化道壁之间在细菌多样性及相对丰度上亦存在明显区别,圆白鲳消化道壁细菌多样性要高于川纹笛鲷,这可能归因于川纹笛鲷与圆白鲳在天然环境中栖息地的差异性。本研究通过首次建立不同海水鱼消化道壁16S rDNA-DGGE指纹图谱及比较分析,为澄清海水鱼消化道壁微生物区系奠定基础。

利用FISH和DGGE对产甲烷颗粒污泥中微生物种群的研究

利用FISH和DGGE技术对厌氧反应器内处于不同运行阶段的4个产甲烷颗粒污泥进行研究,考察其中真细菌和古细菌的种群结构,并对其中的优势古细菌进行系统发育分析.FISH结果表明,颗粒污泥中真细菌含量明显高于古细菌,真细菌主要分布在颗粒污泥外层,古细菌则主要分布在内层;DGGE结果表明,随着反应器COD负荷的增加以及运行时间的延长,真细菌种群结构相对较稳定,而古细菌种群结构则发生了较明显变化,其中占优势的古细菌种类逐渐减少;将有代表性的7个古细菌条带切胶回收并测序,结果显示,反应器运行后期占优势的菌种主要包括甲烷微粒菌(Methanocorpusculum)、甲烷杆菌(Methanobacterium)和甲烷髦毛菌(Methanosaeta)等.

基于PCR-DGGE技术分析生物絮团的细菌群落结构

在草鱼养殖过程中添加碳源(葡萄糖)维持水体C∶N为20∶1以培养生物絮团,通过对生物絮团细菌群落构成进行种类鉴定来评价生物絮团中功能微生物的组成。采用PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)技术分析生物絮团形成第5、10和15天的细菌群落结构。DGGE指纹图谱结果分析表明:第5天和第10天的相似性最高,达67.4%;第5天和第15天相似性系数最低仅为40.5%。第10天时微生物多样性最高,第15天时多样性最低。对DGGE指纹图谱特征条带进行回收、克隆测序,结果表明,生物絮团培养过程主要微生物类群隶属于以下6个纲:α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、放线菌纲(Actinobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)、拟杆菌纲(Bacteroidetes),其中α-、β-及γ-变形菌占据主要位置。α-proteobacteria为3个阶段的共有优势菌,第5天时特异菌包括食酸菌属(Acidovorax)、气单胞菌属(Aeromonas)、土壤杆菌属(Agrobacterium),第10天和15天分别为芽孢杆菌属(Bacillus)与红球菌属(Rhodococcus)。研究首次发现,生物絮团应用于淡水养殖系统时细菌的组成和多样性都极其丰富,通过结合分析这些微生物的功能特点,为生物絮团技术在实际养殖生产中的进一步应用奠定基础。

不同施肥制度土壤微生物量碳氮变化及细菌群落16S rDNA V3片段PCR产物的DGGE分析

应用化学分析和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分离PCR扩增的16S rDNA的方法,研究了不同施肥制度对土壤微生物量碳、氮变化及微生物多样性的影响。结果表明,连续15a长期试验下,土壤微生物量碳(SMB-C)和微生物量氮(SMB-N)的含量大小均为长期撂荒(CK0)土壤高于农田土壤,而在农田土壤中,长期施肥的处理(NPK、NPKM、NPKSt和NPKF)高于长期不施肥处理(CK),不同的种植制度中,长期复种轮作(NPKF)高于长期复种连作(NPK);各处理的SMB-C/SOC(土壤有机碳)和SMB-N/TN(全氮)的比值的变化趋势与SMB-C和SMB-N变化一致;从PCR-DGGE分析,长期氮磷钾化肥配施有机肥(NPKM)处理的微生物量碳、氮的含量最高,微生物丰度最高,细菌物种最多,其次为长期撂荒(CK0),CK处理细菌物种最少。UPGMC聚类分析表明NPK和NPKF处理细菌的群落结构相似,CK和CK0处理细菌的群落结构相似,而NPKM和NPKSt处理细菌的群落结构相似。

重金属复合污染农田土壤DNA的快速提取及其PCR-DGGE分析

国内首次运用FastPrep○R 核酸快速提取系统提取了重金属复合污染农田土壤的DNA ,并对其进行了聚合酶链反应—变性梯度凝胶电泳 (PCR DGGE)分析。结果表明 ,FastPrep○R核酸提取仪与相应的FastD NASPINKitforSoil试剂盒联用时 ,能有效地分离到纯度较高的重金属污染农田土壤的DNA。PCR DGGE电泳图谱表明 ,PCR产物经DGGE检测后得到的电泳条带清晰且分离效果好 ,可以明显反映出重金属复合污染导致了农田土壤微生物在基因上的损伤 ,影响到农田土壤生态系统的细菌丰富度 ,改变了土壤环境的优势菌群 ,从而使农田土壤微生物群落结构多样性发生变化。可见 ,FastPrep○R核酸提取系统同样适用于重金属污染农田土壤环境中微生物基因组DNA的快速分离和纯化 ,得到的DNA可直接用于PCR DGGE分析。

采用PCR-DGGE技术分析蛋鸡肠道细菌种群结构及多样性

利用基于16S rDNA的PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)图谱技术结合特异性和共性条带割胶回收DNA进行克隆和测序,对2、4、6和8周龄蛋鸡嗉囊、十二指肠、空肠、回肠和盲肠内容物细菌群落的结构和多样性进行了比较,并鉴定了8周龄蛋鸡部分特异性和共性群落成员,分析蛋鸡年龄和肠段部位对微生物群落结构和多样性的影响。肠道菌群DGGE图谱显示肠道部位对细菌种群结构影响很大,盲肠内微生物的多样性最高,其次是回肠和空肠,嗉囊和十二指肠的微生物多样性比较低。十二指肠内细菌与其它肠段相比差异最大,其次是盲肠与其它肠段细菌组成的差异。随着蛋鸡周龄的增加,消化道微生物经历了由简单(2周)到复杂(4周),再回复简单(6周)到复杂(8周)的变化过程。DGGE图谱中共性条带序列分析表明8周龄蛋鸡消化道前段的优势细菌是三得利乳杆菌(Lactobacillus suntoryeus)、索氏梭菌(Clostridium sordellii)和大肠杆菌,盲肠中的特异性条带主要是各种不可培养的细菌以及超巨巨单胞菌(Megamonas hypermegale)和梭菌属细菌(Clostridiumspp)。该研究结果表明蛋鸡肠道部位决定细菌群落的结构和多样性,蛋鸡的周龄影响肠道细菌多样性。

PCR-DGGE技术在农田土壤微生物多样性研究中的应用

变性梯度凝胶电泳技术 ( DGGE)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 F357GC和 R518对 1 6Sr RNA基因的 V3区进行扩增 ,长约 2 30 bp的 PCR产物经变性梯度凝胶电泳 ( DGGE)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 ,DGGE能够对土壤样品中的不同微生物的 1 6Sr RNA基因的 V3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。与传统的平板培养方法相比 ,变性梯度凝胶电泳 ( DGGE)技术能够更精确的反映出土壤微生物多样性 ,它是一种有效的微生物多样性研究技术。