论文题目：真菌微生物的研究进展作者：华江涛专业：生物化工工艺班级：生化1321学号： 2013277102指导老师：刘磊2016年4 月12日真菌微生物的研究进展目录第1章传统微生物培养法 (3)第2章分子生物学方法 (3)2．1基于PCＲ的克隆文库方法 (3)2．2变性梯度凝胶电泳（DGGE） (3)2．3末端限制性长度多态性（T-ＲFLP） (4)2．4实时荧光定量PCＲ (4)2．5荧光原位杂交（FISH） (4)2．6序列标签标记的高通量测序 (4)第3章宏基因组学技术（Metagenomics） (5)前景与展望 (5)致谢 (6)参考文献 (6)摘要真菌广泛存在于自然界，在生态系统中发挥着重要的作用。
随着分子生物学技术在微生物多样性研究中的广泛应用以及宏基因组学技术的出现，打破了传统微生物培养法的局限性，人们对于真菌多样性的认识日渐提高。
该文主要综述了研究真菌多样性方法的主要发展历程，介绍几种有关真菌多样性研究常用的分子生物学方法，包括基于PCＲ的克隆文库方法、变性梯度凝胶电泳、末端限制性长度多态性、实时荧光定量PCＲ、荧光原位杂交、序列标签标记的高通量测序以及宏基因组技术，并且阐述宏基因组学技术在此领域蕴含的巨大发展潜力关键词真菌；多样性；研究方法AbstractFungiwidelyexistsinnatureplayinganimportantroleintheecosystem．Theper vasiveapplicationofmolecularbiol-ogytechnologyinmicrobialdiversityand theemergenceofmetagenomicbreakedthelimitationsoftraditionalmicrobialc ulturemeth-odsothatimprovethehumansrecognitionoffungaldiversity．This paperreviewedthemaindevelopmentcourseofstudyingfungaldiversityapproac hesintroducedseveralcommonlyusedmethodsofmolecularbiologyonfungaldive rsityresearchmainlyincludingclonelibraryPCＲbased，DenaturinggradientgelelectrophoresisTerminalrestrictionfragmentlength polymorphismeal-timeflu-orescentquantitativePCFluorescenceinsituhybri dizationandbarcodedpyrosequencingndexpoundedthehugepotentialofmetagen omicsinthisfield．Keywordfungi；diversity；method正文自然界中的微生物分布广、种类多、资源极其丰富，主要包括细菌、病毒、真菌等。
迄今人们已发现的微生物物种仅为自然界中微生物总数的1%～10%［1］。
微生物群落多样性是环境微生物多样性研究的核心内容。
目前微生物多样性研究多局限于细菌，而对真菌的研究相对较少。
研究真菌群落多样性可以了解真菌群落结构、真菌的种类和数量分布特点，并且可以进一步为控制和优化真菌群落结构提供参考，同时也是研究微生物群落多样性的重要内容。
真菌遍布于自然界，据估计约有数百万种，已发现的仅9万余种，已发现的导致人类疾病的仅约400种。
人类也生活在真菌包围的环境中，日常工作、生活中所接触到的真菌种类目前的认知。
因此，不论是自然环境还是人体都具有较高的真菌多样性。
真菌多样性的研究方法很多，从国内外目前采用的方法来看，大致上可分为：传统的微生物培养法、分子生物学方法以及宏基因组学技术。
随着现代科学技术的发展，越来越多的新技术、新方法用于真菌多样性领域的研究，使人们对真菌多样性的认识更加全面深入。
1传统微生物培养法从传统上讲，真菌多样性的研究主要利用分离培养及形态学检测的方法，该技术在实验室被广泛使用。
尽管各种新的培养技术不断出现，但此方法费时费力，敏感度和特异性也较低，也不能反应全部的真菌群落信息。
Amann等曾根据微生物原位的、不依赖于培养的微生物系统发育学研究结果认为：在自然界中，通过实验室人工培养方法已经被分离和描述的微生物物种数量仅占估计数量的1%～5%，而其余大多数微生物种群还仍然未被分离和认识，因此，人们不能利用传统的微生物培养技术获得真菌多样性的全部信息，极大的限制了研究的广泛性。
在临床致病菌的鉴定方面，培养的方法更为常用。
Ｒasi等利用培养法对从伊朗花斑糠疹患者皮肤上分离得到的马拉色酵母菌进行鉴定过程中，发现球形马拉色菌是最常分离到的菌种，大约占31．3%，其次是糠秕马拉色菌（20．5%）等。
Findley 等［7］通过微生物培养法从10个健康成人的14个部位的皮肤分离真菌，经鉴定11个刚体部位和胳膊表面的优势真菌是马拉色菌属，通过比较，脚底、脚趾甲和趾间具有较高的真菌多样性。
2分子生物学方法鉴于分离培养技术的局限性，近年来，利用不依赖培养的方法分析和鉴定微生物群落多样性的实验越来越普遍。
自从Pace提出将分子生物学方法用于微生物多样性研究，微生物分子生态学得到了长足的发展。
分子生物学技术应用于微生物群落结构分析使得对环境样品中占大部分的不可培养微生物的研究成为了可能。
目前，大多数用于分析微生物群落结构的方法是基于PCＲ扩增的。
在分析微生物群落结构多样性时，rＲNA是目前应用最广泛的分子标记，它具有在功能上高度保守，其序列上的不同位置具有不同的变异速率，存在于所有的有机体（病毒除外）内等优点。
对于细菌而言，16SrＲNA分析在实际应用中最为广泛，与细菌相比，使用真菌18SrDNA只能鉴定到属或科的水平。
真菌的非编码rＲNA 区域，如ITS区域（Inter-naltranscribedspacer），进化快速，序列上的变化更加广泛，因此提供了更多的分类信息，弥补了18SrＲNA的局限性。
虽然如此，在实际研究内容中仍然要根据对分类等级的不同要求来选择合适的分子标记。
分子生物学方法的应用使在遗传水平上研究微生物多样性成为了可能，该方法可归纳为三方面：①基于PCＲ技术的研究方法，这些方法是对样品直接提取DNA 或者ＲNA，然后对特定基因设计引物进行PCＲ扩增，再利用不同的方法进行分析，（Fluorescenceinsituhybridization，FI可以对微生物在特定环境中的存在与否、分布模式及丰度等情况进行研究，具有较高的灵敏性和特异性。
③基于DNA序列测定的研究方法，分析具体碱基序列的分布情况，通过与生物信息学结合，进行数据比较分析，如元基因组（Metagenome）测序技术，成为研究难培养微生物或不可培养微生物多样性的重要方法。
2．1基于PCＲ的克隆文库方法基于PCＲ的克隆文库方法使对不可培养微生物的分析成为可能，Pace提出将PCＲ产物进行克隆后测序，大大提高了对微生物群落结构的认识，是使用较为广泛的一种方法。
目前已有研究采用针对18SrDNA及ITS的克隆文库构建技术对肠道内真菌群落的多样性进行分析，研究结果表明人肠道真菌多样性比较低，主要以不同亚型的芽囊原虫属为主2．2变性梯度凝胶电泳（DGGE）DGGE最初是lerman等［12-13］发明的，起初主要用来检测DNA片段中的点突变。
1993年，Muyzer等［14］首次将其用于微生物群落多样性的研究。
DGGE 普遍用于分析环境中细菌、真菌、病毒群落的生物多样性。
Kim等利用PCＲ-DGGE 技术分析了日本和中国发酵豆瓣酱中的细菌和真菌群落多样性，确定了米曲霉和鲁氏酵母的存在。
We-erasekera等［16］通过PCＲ-DGGE方法研究人唾液中的酵母菌，在其中六个样品中鉴定出两种酵母菌，分别是白色念珠菌和杜氏假丝酵母，有力的证明利用DGGE技术研究口腔中的酵母菌是一种相对快速便捷的方法。
2．3末端限制性长度多态性（T-ＲFLP）T-ＲFLP技术是在末端限制性片段长度多态性技术基础上发展起来的，依据rDNA序列的保守性和特异性，选择具有系统进化标记特征的序列作为目的序列。
T-ＲFLP技术灵敏度高，对于评估复杂环境样品的多样性和快速的比较不同生态系统的微生物群落结构和多样性是一种有力的工具。
Curlevski等［17］使用T-ＲFLP方法研究了澳大利亚商业化混交林和单一种植南洋杉林场土壤真菌群落的不同，通过对真菌的ITS区域进行分析表明子囊菌门的丰度最高，其次是担子菌门和接合菌门，但在不同类型的林场中它们的相对丰度存在差异。
2．4实时荧光定量PCＲ（qPCＲ技术于1996年由美国AppliedBiosys-tems公司推出，是将荧光能量传递技术（Fluores-cenceresonanceenergytransfer，FＲET）应用于PCＲ，实现了PCＲ从定性到定量的飞跃。
qPCＲ技术目前已得到广泛应用。
李晓然等在对汾酒发酵过程和汾酒酒曲制作过程中细菌和真菌多样性的研究中，利用qPCＲ技术对整个过程中的细菌和真菌进行了定量，发现在汾酒发酵过程中真菌的数量保持相对稳定，在酒曲制作过程中真菌的数量整体上呈下降趋势。
Li等通过qPC Ｒ方法研究了老年人舌背的真菌多样性，表明老年人口腔中的真菌多样性极高，并不仅限于念珠菌属，其多样性与老年人的健康状态也具有密切的关系。
2．5荧光原位杂交（FISH）比起费时费力且难以展现全部微生物群落信息的依赖于培养的方法和难以实现定量分析的多种依赖于PCＲ扩增的分子生物学方法，使用探针杂交来研究微生物群落多样性是一种更为快速的方法。
荧光原位杂交是以荧光标记的寡核苷酸探针来探测生态系统中微生物细胞的一种技术，不仅能研究自然或人工环境中的微生物个体，并且可以对微生物群落进行评估。
Lepère等使用酪胺信号放大技术与FISH结合的方法，用18SrDNA特异性的引物分析了湖水中的真核超微浮游生物的主要类群，获得了真核浮游微生物的定量结果。
虽然分子生物学方法目前是阐述微生物多样性的强有力技术手段，并且在真菌多样性研究中具有传统培养法无法比拟的优势，但是基于PCＲ扩增的各种方法及FISH等方法仍然存在着多种弊端，例如引物的偏向性、PCＲ存在的其他系统偏差以及FISH方法中由于引物的不匹配造成对分析结果的错误估计等。
在实际的研究中，通常将多种技术综合使用，以避免由于方法原理本身所带来的不可避免的偏差，可提供更加全面准确的微生物多样性变化的信息2．6序列标签标记的高通量测序随着测序技术的发展，被称为“第二代测序（next-generationsequencing ［NGS］）”技术在过去几年中不断涌现。