★环境微生物论文摘要范文环境微生物论文摘要写

环境微生物论文摘要范文环境微生物论文摘要写 环境微生物转录组学是一门新兴学科,它以复杂环境样品中的微生物mRNA为研究对象,利用近年兴起的RNA-Seq高通量测序技术,在整体水平上对环境微生物的基因表达水平和调控规律进行研究.本文概述了环境微生物转录组研究从样品的采集保存、RNA提取、mRNA的富集、cDNA合成直到高通量测序及数据分析的基本流程.总结了该技术面临的主要瓶颈:环境样品mRNA含量低、腐植酸等干扰杂质多、rRNA去除程度有限.针对RNA的提取、纯化以及mRNA的富集这些重点步骤,详细阐述了近年来在提高mRNA的得率与纯度上的方法学进展.重点介绍了高通量测序数据的处理及分析方法,从测序数据的质量控制、序列组装、rRNA的鉴定及去除、功能基因注释及分类到差异表达基因的鉴定.最后总结了近年来环境微生物转录组学在新基因的发现、不同环境条件下微生物的基因表达及调控规律研究、有机物的代谢路径分析等3个主要研究领域的广泛应用.随着测序技术及生物信息学分析工具的发展进步,环境微生物转录组学将具有更广阔的应用前景. 遍布于地球上各种生境中的微生物具有丰富的物种多样性.迄今为止,能够在实验室条件下培养的微生物仅仅是其中的一小部分,微生物物种的绝大多数还都难以在现有培养技术和条件下进行繁殖和生长.人们把那些尚未在实验室获得培养生长的微生物称之为未培养微生物(Uncultured microorganisms).本文概述了一些制约微生物培养生长的影响因素,重点介绍了近年来出现的一些新颖独特的环境微生物培养技术和方法,包括稀释培养法、高通量培养技术、模拟自然环境的扩散盒技术、土壤基质膜装置、细胞微囊包埋技术等.此外,本文还总结了通过改善微生物培养条件、设计开发新型的微生物培养基等方面取得的令人瞩目的进展.这些新颖培养技术和培养方法的出现,显著提高了微生物的可培养性,发现和鉴定了许多新的微生物物种,极大地丰富了可培养微生物的多样性和微生物资源,并为深入研究和开发微生物奠定了良好的资源研究基础. 宏基因组学以环境中微生物的基因组的总和为研究对象,从而规避了传统方法中绝大部分微生物不能培养的缺陷,因此近年来在环境微生物学研究中得到了广泛应用.本文重点介绍了宏基因组学技术中关键的两类技术:即以罗氏454及Illumina为代表的高通量测序技术和以基因芯片(GeoChip)为代表的基因芯片技术在微生物研究中的应用.测序技术可以发现新物种和新基因,但由于测序深度有限,定量性差,不易发现低丰度物种,且易受污染物干扰.芯片技术很好地克服了这些局限,但不易于发现新基因.本文介绍了这些技术近年来在气候变化、水处理工程系统、极端环境、人体肠道、石油污染修复、生物冶金等方面取得的部分代表性成果.在此基础上,对宏基因组技术在环境微生物研究方面的未来发展方向提出了预判和展望.我们认为由于两种技术各自的优缺点,今后将两类技术结合起来的综合研究会越来越多.另外,由于大量数据的处理方法已成为制约宏基因组学发展的瓶颈,相应的生物信息学技术开发将是未来科研的热点和难点. 微生物群落的结构及群落内种间相互作用是影响其生态功能的决定性因素.尽管微生物群落是地球生物化学循环的主要驱动者,但是由于传统的微生物培养方法只能分离约1%10%的环境微生物,对复杂的环境微生物群落结构和功能多样性了解甚少.元基因组学、单细胞分析和群落遗传学等方法的出现,及其与微生物学的交叉融合,使得人们能够从微生物群落组成、物种功能、种间相互作用和预测模型等方面分析微生物群落.重点综述了元基因组学、单细胞分析和群落遗传学等方法及其在环境微生物群落结构和功能多样性中的应用进展. 微生物是生态系统的重要组成部分,它不仅要受到外界环境的影响,其自身的结构和功能变化也会对环境产生持续的作用,而这种作用主要是通过群落代谢功能差异来实现的,因此研究微生物群落功能多样性更能够揭示微生物与环境间相互作用的内在机制.Biolog法是目前已知的研究微生物代谢功能多样性的很有力的方法.为了使该项技术在更大范围上得以推广,使其为环境微生物群落功能多样性分析更好的服务,为环境工作者进一步剖析环境与微生物间相关关系提供方法,该文从Biolog法应用原理、数据处理、在环境微生物群落功能多样性中的应用及存在的问题几方面对其进行了详细阐述.通过对应用现状的探讨本文得出应引起今后重视的研究方向,主要包括:探讨不同的数据处理方法以寻求更为适宜的数据处理方法、注重方法改进以期早日形成规范的操作流程、注重新领域应用的探索、针对特殊情况形成专用研究微平板等方面. 本文对当前国内外环境微生物多样性研究的四种方法:传统微生物平板培养法、微生物标记物法(如PLFA法)、B IOLOG微平板法和微生物分子生物技术方法及其应用特点进行了简要的评述和分析.并指出在环境微生物多样性研究中,如果可能的话,需要将各种方法结合起来使用,从而获取关于环境微生物群落多样性的更多和更完整的信息和理解.相信传统的分析方法和现代分子生物学技术方法等多种方法相结合将是大力推动环境微生物多样性研究的有效方式. 微生物群落多样性的研究方法随着现代生物学技术经历了几*展,基于形态学、生理学、分子生物学的传统研究方法在取得大量研究成果的同时,受对环境微生物群落多样性认识的限制,亟待获得一种能更加全面、准确、快速反映环境微生物群落结构的方法.本文首先回顾了传统研究方法,重点介绍了高通量测序技术,包括研究者所关注的测序仪分布、类型、原理、优势与制约,列举了多样性研究中的分析作图软件,最后以454的焦磷酸测序为例具体阐述了该方法在分析水环境微生物群落多样性中的应用. 近年来 ,诸多国家在环境微生物领域先后开展了分子生物学研究方法的建立和生物学评价工作.一些不依靠纯培养的微生物群落的分析方法已得到广泛应用和发展.荧光原位杂交 (FISH)技术 ,具有细胞在测定过程中不被破坏、形状不改变、特异性强、能够真实反映在自然环境下微生物的情况及分布等特点 ,在环境微生物群落探测分析中已逐渐被广泛应用.该技术利用带有荧光标记的特异性寡核苷酸探针 ,与细胞内相应的靶核糖体结合 ,能将微生物探测、鉴定到属和种的水平.运用于硝化细菌、除磷细菌和丝状微生物等废水处理中常见的特征性微生物种群和群落生态学研究中 ,颇为高效.该技术的应用避免了传统培养方法进行鉴定和计数的局限性 ,在环境微生物生态学解析中具有较高应用价值. 结合笔者等多年积累的经验详细介绍环境微生物学研究*性梯度凝胶电泳(DGGE)技术应用全步骤:从环境样品中直接提取总DNA,利用5端含GC夹子的引物PCR 16S rDNA的部分片段,将PCR产物在含有浓度线形递增的变性剂的聚丙烯酰胺凝胶中进行电泳分析,使不同的DN*段在电泳胶中分离,从胶中切出分离的DN*段测定碱基序列,进行分类分析.PCR-DGGE技术能够检测不可培养的微生物基因,而DGGE技术与克隆等其他技术结合更能发挥其分离作用. 环境介质中的抗生素因存在浓度较低被称为微量污染物,其对生态系统和人类健康的影响已逐步得到认知.长期以来,抗生素被用于人和畜禽细菌性感染疾病的治疗.然而,随着集约化养殖业的发展,抗生素被添加于饲料中来预防畜禽和鱼虾的养殖疾病.因此,环境介质中抗生素种类和含量随着畜禽和水产养殖业的快速发展逐年增加.综述了环境中抗生素的、残留浓度及其环境微生物生态学效应.医用、兽用抗生素和人畜粪便的农用是抗生素进入环境的主要,其在不同环境介质中残留浓度不一:地表水含量为g/L,土壤含量为g/kg,沉积物含量为g/kgmg/