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土壤也可以做DNA检测

发布时间:2016-05-03 点击次数:1810 文章来源:www.ioufz.tw

        在业外人士眼里,DNA测序足够高科技,堪称“一项新技术衍生出一个新行业”的典范,在短时间内迅速成为国内外VC和PE的宠儿,发展速度之快以至于没有人能准确描绘出它十年后的发展蓝图。在日新月异的DNA测序技术面前,任何预测可能都显得保守?给土壤做DNA检测可以给我们带来什么呢?

        生物与环境之间的相互影响,是地球上的生命出现以来就普遍存在的一种自然现象。土壤生态系统是地球上生物多样性最丰富的生境。土壤生物多样性在维持陆地生态系统碳动态和养分循环方面具有重要的作用。土壤中丰富的微生物种类在土壤生态系统中各自行使着独特的功能,在地球物质循环、能量转换、环境与健康?#30830;?#38754;发挥着重要作用。传统的土壤微生物研究主要通过分离培养法进行,但由于分离出的微生物种类占土壤微生物种类总数的?#22756;?#22826;小,约为0.1%~1%,远远不能满足研究需要。而基于DNA甚至RNA的微生物分子生态学手段则可以使人们避开传统分离培养过程而直接探讨土壤微生物的种群结构及其与环境的关系。利用功能基因,结合现代分子生物学技术,已成为土壤物质循环研究的常用方法。

        分子生态学是微生物学的一个领域,利用分子生物学方法研究微生物生态学。?#28909;?#30740;究某些基因在环境中的存在和分布。另外,随著聚合酶链式反应(PCR)技术的发展,人们可以快速扩增遗传物质DNA。环境样?#20998;蠨NA的扩增通常需要一组用于特定微生物的引物,而得到遗传物质的混合物,将其分离,随后进行测序和鉴别。经典的分离办法是通过克隆,将扩增的DNA片段插入到细菌质粒上实现的。较新的方法包括变性梯度凝胶电泳(DGGE),可以更快地得到结果。分子生态学的发展也和DNA芯片的使用紧密相关,该技术可以高通量检测环境中的特定生物或基因。分子生态学中可以使用很多基因进行研究,在分类学角度,最常应用的基因是核糖体小亚基RNA(SSU rRNA)。而功能性基因的研究有助於判断微生物在?#27809;?#22659;中的活动。微生物生态学中和分子技术相关的一个重要问题就是,这些生物以主动(进行正常代谢和繁?#24120;?#36824;是被动(静息休眠)的方式存在。

        就现在看来,微生物在分子生态学方面主要应用DGGE,FISH,PCR?#30830;?#23376;技术研究微生物群落的种群组成和他们的空间分布以及对环境物质和能量的流动的影响。DGGE是一种用来分析微生物特别是细菌的生物多样性的新技术。一般是利用甲酰胺和尿素作为变性?#31890;?#28201;度恒定进行变性梯度凝胶电泳。我们都知道,细菌总DNA中的16S rDNA是比较保守的一段约1.5kb长的DNA序?#23567;?#21033;用一对16S通用引物进行PCR扩增,再以产物为模板,扩增其中的约210bp的一段序列进行电泳。因为碱基的组成不同,所以同样长度相同的DNA序列在凝胶的位置不同,合适的条件下,该技术能检测出一个碱基的差异。所以利用该技术我们可以知道一个区域内,微生物(特别是细菌)生物组成的变化,哪些优势种群。针对优势种群,我们可以进一步鉴定其种类,?#33539;?#20854;理化性质,再进一步转接到需要该菌种的微生物种群中,改变它的组成(例如利?#27809;?#24615;污泥发酵等)更好的解决环境污染问题,提高环境的抗污染能力。FISH是一种基因定位技术,利用该技术我们也可以用改变微生物的组成和它们之间的关系,以及同环境之间的关系。

        简而言之,现代生物技术的发展,通过对土壤做DNA检测,使人们能够更好的了解土壤中微生物的分类、发展与功能,深入了解土壤圈物质循环和能量流动的规律和机理,并且能够为人类所用,更好的为人类服务。

        本文由土壤仪器网编辑整理,了解更多土壤相关知识,请继续关注土壤百科!获取更多土壤检测类产品信息,请进入土壤检测仪器频道查看。

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