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1、第23卷第8期生 態(tài) 學(xué) 報(bào)Vol.23,No.82003年8月ACTAECOLOGICASINICAAug.,2003變性梯度凝膠電泳(DGGE)在微生物生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用1,2222馬悅欣,CarolaHolmstrm,JeremyWebb,StaffanKjelleberg(1.大連水產(chǎn)學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,大連 116023;2.SchoolofBiotechnologyandBiomolecularSciences,TheUniversityofNewSouthWales,Sydney2052,
2、Australia)摘要:由于從環(huán)境樣品中分離和培養(yǎng)細(xì)菌的困難,分子生物學(xué)方法已發(fā)展用來描述和鑒定微生物群落。近年來基于DNA方法的群落分析得到了迅速的發(fā)展,如PCR擴(kuò)增技術(shù),克隆文庫法,熒光原位雜交法,限制性酶切片段長度多態(tài)性法,變性和溫度梯度凝膠電泳法。DGGE已廣泛用于分析自然環(huán)境中細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌,古菌、微微型真核生物、真核生物和病毒群落的生物多樣性。這一技術(shù)能夠提供群落中優(yōu)勢種類信息和同時(shí)分析多個(gè)樣品。具有可重復(fù)和容易操作等特點(diǎn),適合于調(diào)查種群的時(shí)空變化,并且可通過對切下的帶進(jìn)行序列分析或與特異性探針雜
3、交分析鑒定群落成員。DGGE分析微生物群落的一般步驟如下:一是核酸的提取,二是16SrRNA,18SrRNA或功能基因如可容性甲烷加單氧酶羥化酶基因(mmoX)和氨加單氧酶A2亞單位基因(amoA)片段的擴(kuò)增,三是通過DGGE分析PCR產(chǎn)物。DGGE使用具有化學(xué)變性劑梯度的聚丙烯酰胺凝膠,該凝膠能夠有區(qū)別的解鏈PCR擴(kuò)增產(chǎn)物。由PCR產(chǎn)生的不同的DNA片段長度相同但核苷酸序列不同。因此不同的雙鏈DNA片段[5]由于沿著化學(xué)梯度的不同解鏈行為將在凝膠的不同位置上停止遷移。DNA解鏈行為的不同導(dǎo)致一個(gè)凝膠帶圖案,
4、該圖案是微生物群落中主要種類的一個(gè)輪廓。DGGE使用所有生物中保守的基因片段如細(xì)菌中的16SrRNA基因片段和真菌中的18SrRNA基因片段。然而同其他分子生物學(xué)方法一樣,DGGE也有缺陷,其中之一是只能分離較小的片段,使用于系統(tǒng)發(fā)育分析比較和探針設(shè)計(jì)的序列信息量受到了限制。在某些情況下,由于所用基因的多拷貝導(dǎo)致一個(gè)種類多于一條帶,因此不易鑒定群落結(jié)構(gòu)到種的水平。此外,該技術(shù)具有內(nèi)在的如單一細(xì)菌種類16SrDNA拷貝之間的異質(zhì)性問題,可導(dǎo)致自然群落中微生物數(shù)量的過多估計(jì)。DGGE是分析微生物群落的一種有力的工
5、具。不過為了減少DGGE和其它技術(shù)的缺陷,建議研究者結(jié)合DGGE和其它分子及微生物學(xué)方法以便更詳細(xì)的觀察微生物的群落結(jié)構(gòu)和功能。關(guān)鍵詞:DGGE;微生物生態(tài)學(xué);PCR;rRNAApplicationofdenaturinggradientgelelectrophoresis(DGGE)inmicrobialecology1,2222MAYue2Xin,CarolaHolmstrm,JeremyWebb,StaffanKjelleberg(1.SchoolofLife基金項(xiàng)目:國家留學(xué)生基金委員會海洋生物污損和
6、生物創(chuàng)新中心資助項(xiàng)目;澳大利亞國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(DP0211584)收稿日期:2002208217;修訂日期:2003204220作者簡介:馬悅欣(1963～),女,山東人,副教授,主要從事海洋微生物生態(tài)學(xué)研究。E2mail:mayuexin@dlfu.edu.cnFoundationitem:ChinaScholarshipCouncil,theCentreforMarineBiofoulingandBio2innovationandtheAustralianResearchCouncilgrant
7、(No.DP0211584)Receiveddate:2002208217;Accepteddate:2003204220Biography:MAYue2Xin,Associateprofessor,mainlyengagedinmarinemicrobialecology.?1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.1562生 態(tài) 學(xué) 報(bào)23卷ScienceandTechnology,DalianFisheryUniversi
8、ty116023,China;2.SchoolofBiotechnologyandBiomolecularSciences,TheUniversityofNewSouthWales,Sydney2052,Australia).ActaEcologicaSinica,2003,23(8):1561～1569.Abstract:Becauseofthedifficultyassociatedwithis
