变性梯度凝胶电泳技术的应用

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1、环境污染与防治网络版第10期2008年10月变性梯度凝胶电泳技术在废水生物处理领域中的应用*汪文斌第一作者：汪文斌，男，1980年生，本科，工程师，主要从事环境影响评价和工业废水处理设计。#通讯作者。*国家自然科学基金资助项目(No.30470039)；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(No.20050335133)。郑昱2朱亮3#（1.湖州市环境科学研究所，浙江湖州313000；2.湖州市能源监察支队，浙江湖州313000；3.浙江大学环境与资源学院，浙江杭州310029）摘要变性梯度凝胶电泳(DGGE)具有可靠性强、重复性好、

2、操作便捷等特点，已被广泛应用于环境微生物领域群落结构多样性、动态分析以及功能菌群检测等领域。鉴于生物处理是目前废水处理处置中的主体工艺，通过DGGE技术研究来分析废水生物处理系统中的微生物种群多样性与群落结构动态演替，可对废水生物处理系统起到最优化设计与工程调控的指导作用。综述了DGGE技术在废水生物处理领域的研究与应用，并探讨了该技术在实际应用中存在的问题及其发展前景。关键词变性梯度凝胶电泳废水生物处理微生物群落结构ApplicationofDGGEinbiologicaldegradationforwastewatertreatme

3、ntWangWenbin1，ZhengYu2，ZhuLiang3(1.EnvironmentalScienceResearchInstitute,HuzhouZhejiang313000；2.EnergySourcesSupervisionDetachment,HuzhouZhejiang313000；3.CollegeofenvironmentalandresourcesciencesofZhejiangUniversity,HangzhouZhejiang310029)Abstract:Biologicaldegradationis

4、theimportantprocessinwastewatertreatment.Accordingtodenaturingofgradientgelelectrophoresis(DGGE)analyzingofgeneticdiversityandmonitoringthedynamicofmicrobialcommunity,theproperwastewatertreatmentprocessescanbedesignedandcontrolled.TheapplicationofDGGEinstudyonbiologicald

5、egradationforwastewatertreatmentwasstrengthened.Inapplicationinmicrobialecology,theproblemsandprogressesofthetechnologywerediscussed.Keywords:denaturingofgradientgelelectrophoresis(DGGE)；biologicalwastewatertreatment；microbialcommunity生物处理是目前废水处理处置中的主体工艺，具有运行成本低、操作简便、出水水

6、质好等优点，已被广泛应用于工业废水和城市污水的处理中。然而，废水生物处理工艺仍存在污泥膨胀、难降解有毒污染物导致处理系统崩溃、运行容易失稳等问题，因此深入了解废水生物处理系统主体——活性污泥及生物膜等的微生物生态系统的区系组成、动态变化以及功能菌群，解析群落结构、功能菌群丰度与系统运行性能之间的关系，已成为国内外学者的研究新热点[1，2]。微生物分离培养和显微镜技术等传统微生物学方法，在研究复杂的微生态系统过程中存在很大的局限性，不能全面、准确地表征微生物多样性、种群结构以及菌群演替等生态特性；而DNA指纹图谱，如变性梯度凝胶电泳（DG

7、GE）[3]、温度梯度凝胶电泳（TGGE）[3]、单链构象多态性技术（SSCP）[4]、末端限制性片段长度多态性（T-RFLP）[5]、扩增核糖体DNA限制性酶切片段分析（ARDRA）[6]等分子生物学技术的应用，大大拓宽了微生物分子生态学的研究视野，将废水生物处理领域的研究带入了一个革命性的新时代。近年来，DGGE技术因其可靠性高、分析速度快、操作简单等特点，广泛用于分析活性污泥、生物膜的微生物遗传多样性以及群落动态演替。7环境污染与防治网络版第10期2008年10月本文在简述DGGE技术基本原理的基础上，对该技术在废水生物处理领域的

8、应用研究进行了综述。1DGGE技术原理DGGE是由FISCHER和LERMAN创立的用于DNA突变检测的一种电泳技术，其原理是基于不同序列的DNA片段具有不同的双螺旋解链温度（Tm），DNA在变性剂浓度呈线