微生物群落基因指纹分析
RAPD/DAF 不需设计特殊引物
Bb-PEG
简单;不需要昂的设 备
低分辨率;Bb-PEG 染料比较难获 得 很多条带与群落成员无关
RFLP/ARD 直接;不需要昂的设 RA 备 TRFLP 高分辨率;泳道内标 记;直接定量分析片 段
无法获得种系发生信息,设备昂贵
讨论
基因指纹技术用于研究不同微生物群体的遗传
RFLP 和 ARDRA
限制性片段长度多态性和扩增rRNA片段限制
性分析都能用于微生物群落的特征分析。将 16S rDNA 片短用通用引物进行PCR扩增,再 用限制性酶消化,然后通过琼脂糖或聚丙烯酰 胺胶电泳,最后进行显色,即可进行分析。
Martinez-Murcia 等用RFLP分析16S rDNA 片
分离基于单链DNA的不同的折叠构象,因此
影响电泳迁移率。
Lee 和 coworkers用此技术来研究天然细菌群
落的结构和多样性。 Schwieger 和 Tebbe 用 PCR-SSCP来分析不同植物根际的微生物群落。
RAPD和DAF
随机扩增多态性DNA(RAPD)被用于跟踪不同土壤
微生物群落对2,4—D的反应。Breen et等用一个相似 的方法,名字叫做DNA扩增指纹法(DAF) ,来比 较不同生物反应器中的微生物群落,以及一个生物反 应器中的群落变化。这两种方法都用来5-10碱基的随 机引物,这些随机引物在基因组DNA的不同部位复性, 使PCR产物分生出不同的长度。产物在琼脂糖胶或聚 丙烯酰胺凝胶中进行分离,然后用EB染色或银染显示 出条带。
Bb-PEG 电泳
双苯酰亚胺--聚乙烯二醇电泳是一种简单和 快速的电泳方法,用以检测不同的细胞培养和 不同环境中样品基因的PCR产物的序列变化。 电泳在含有双苯酰亚胺配基的琼脂糖凝胶中进 行,长链和PEG交联。双苯酰亚胺约束AT富集 的序列。高A+T含量的DNA分子比低A+T含量 的DNA分子在胶中所受阻力更大,因此能够分 离各种片段。
DGGE 和 TGGE
变性(温度)梯度凝胶电泳法,将收集
到的混合微生物基因组DNA和通过特异 引物获得PCR产物的混合物,在含有线 性梯度的DNA变性剂(或梯度温度条件 下)的聚丙烯酰胺凝胶中电泳.不同DNA 分子中不同的序列排列影响双链的熔解, 因此不同序列的分子分离。
该技术常被用于构建混合群落的基因图谱,研
究细胞群落的群体动态和不同基因在混合群落 的表达,所以可以以此来监视增殖培养,比较 DNA分离方法,屏蔽克隆库的重复,测定 rRNA 操纵子的微观不均一性。该技术最重要 的一点是条带可以保存在胶中,随后的排序可 以显示群落成员种系发生的信息.
SSCP
单链构象多态性技术通过特异引物扩增DNA
片段,将PCR产物变性后直接在非变性胶中电 泳。
技术
优点Leabharlann 缺点LMW RNA
直接,不需要体外扩 增
RNA降解迅速;LMW RNA 长度变化大, 种系发生信息有限
只能分析短片段(550 bp) ;有时 会形成双链或异源分子,影响结果
DGGE/TGG 能够鉴定群落成员 E
SSCP
能够鉴定群落成员
只能分析短片段(150-400 nt);重 复性差
无法获得种系发生信息; 重复性差
低分子量RNA指纹技术
该基因指纹技术的用于描绘低分子量RNA(5S
核糖体RNA;转运RNA)已有10年多了,这项 技术通过直接从环境样品中提取总RNA,通 过聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分离。显影后可将 图谱扫描然后储存在数据库中方便比对。
到目前为止,克隆16S rDNA的PCR扩增产物
是检测微生物多样性和鉴定混合的微生物群落 种类构成最成功的方法。
The end
2、DNA指纹鉴定技术的应用:
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谢谢
差异、环境变化之后对细菌群落的变化的监视 既简便又快速。这些技术都能用于描述性技术 分析,而且只有几种方法,如LMW RNA指纹、 DGGE、SSCP,能通过杂交分析或分离条带的 序列分析对群落成员进行进一步的鉴定。基因 指纹技术的发展将使的越来越多多工作在微生 物生态方面的科学家产生浓厚的兴趣。
1、你还能说出DNA指纹鉴定技术在其他方面的应 用吗? 答案
段的PCR扩增产物来评估多盐池塘的原核生物 的多态性。
T-RFLP
这种技术跟RFLP很相似,利用荧光标记PCR
产物。这种产物在进行PCR扩增的时候用一种 带荧光的引物使尾端带有标记。在接下来的测 定中,扩增的基因将被限制性酶消化,让后在 DNA自动测序仪中进行检测。只有带有荧光 标记的限制性片段即末端限制性片段才能被检 测出来。Avaniss-Aghajani 和 co-workers最先 运用这种方法来鉴定复杂混合物中的不用细菌。
基因指纹分析技术的意义
微生物通常很小,外部特征也不显著,无法通过形态学去
分类。 自然界中99%的微生物是无法被分离 。 为了对微生物多样性执行生态系统机能所发挥的作用更好 地理解 ,一种能弥补传统微生物测定法的不足的技术是很 必须的。 基因指纹分析技术基于各种独特的核苷酸物理分离片段, 能描绘出微生物群落的结构轮廓。 最重要的是,这种方法能够同时分析多个样品,因此能够 比较不同环境中微生物群落的遗传多态性,还能随时间变 化研究单个群落的习性。
Methods of Microbial Community Analysis
微生物群落基因指纹分析—研究现状与 未来展望
林仲旸
10808045
摘要
微生物生态学常利用核糖体RNA作为一种分子技术来
鉴定微生物种群,其中一种策略就是克隆从周围环境 获得的PCR产物来检查微生物群落的多样性,而不需 进行培养。虽然这种方法很成功,但却不适合用来研 究微生物群落复杂的动力学,例如微生物群落对电解 质的耐受,季节波动的影响,环境变化的影响。因此, 基因指纹分析技术是一种更好的方法,在此我将展示 当前基因指纹技术在微生物生态学的应用并展望未来 的前景。