pcr_dgge技术在微生物物种多样性研究中的局限性及其解决措施

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1、※专题论述食品科学2008,Vol.29,No.05493PCR-DGGE技术在微生物物种多样性研究中的局限性及其解决措施马俊孝，季明杰，孔健*(山东大学微生物技术国家重点实验室，山东济南250100)摘要：变性梯度凝胶电泳(denaturinggradientgelelectrophoresis，DGGE)技术目前已经成为研究微生物物种多样性和动态变化的分子检测工具之一。该技术不依赖于微生物的分离培养，便能快速、准确地获取复杂样品中微生物的菌群组成及其遗传信息，因此被广泛应用于微生物生态学、食品微生物学等领域。但DGGE技术存在一定的局限性

2、，有时会造成分析结果的偏差。本文简单概述了DGGE技术的基本原理及其在微生物群落分析中的应用，重点对造成DGGE结果偏差的因素，如DNA提取、PCR扩增、DGGE条件以及DGGE图谱分析等进行讨论，并提出相应的解决措施，旨在对DGGE检测结果的分析提供参考。关键词：变性梯度凝胶电泳；微生物多样性；微生物生态学；PCR；局限性OverviewofLimitationandImprovingMethodsofPCR-DGGEinMicrobialDiversityStudyMAJun-xiao，JIMing-jie，KONGJian*(State

3、KeyLaborotoryofMicrobialTechnology,ShandongUniversity,Jinan250100,China)Abstract：Polymerasechainreaction-denaturinggradientgelelectrophoresis(PCR-DGGE)techniquehasbeenproventobeapowerfultoolforanalyzingmicrobialcommunitiesandtheirdynamicschanges.Asafastandreliablemolecularm

4、ethod，DGGEisusedwidelytoinvestigatethemicrobialcomponentandstructureofcomplexcommunitieswithoutisolationandcultivationprocesses.However,potentialcausesresultinginlimitationsinDGGEanalysiscanbesometimesmet.Inthispaper,theprincipleandapplicationaspects,aswellasthelimitationof

5、DGGEtechniquesformicrobialecologyanalysiswereintroduced,andthemaincausingfactorsaddressedanddiscussed,suchasDNAextraction,PCRamplification,DGGEconditionsoptimization,andDGGEprofileanalysis.Keywords：DGGE；microbialdiversity；microbialecology；PCR；limitations中图分类号：Q939.97文献标识码：A

6、文章编号：1002-6630(2008)05-0493-05对于微生物物种多样性的分析传统上主要依赖于经变性梯度凝胶电泳(denaturinggradientgel典的培养技术，即经过菌株分离纯化、形态观察、生electrophoresis，DGGE)技术已经发展成为研究微生物群理生化特征等环节获得部分信息后再进行菌株分类鉴落组成及亲缘关系的主要分子工具之一[3-4]，它不依赖于定。该过程步骤繁琐、工作量大，而且对于生理生化培养过程，大大缩短了样品的分析时间，而且还能显特性相似的菌株，仅凭这些特征难以正确区别和鉴定，示环境样品中不可培养的微生

7、物的遗传信息，因此，并且生态环境中不可培养的微生物易被遗漏[1-2]。近几DGGE技术在微生物多样性研究中发挥了重要作用。但年，逐步发展起来的分子生物学技术克服了经典培养方是DGGE技术的应用存在一定的局限性，有时造成检测法的不足以及引起种群丢失等的缺陷，可以更可靠、更结果的偏差。本文简述PCR-DGGE技术的原理及其在微快速地获得环境样品中各种微生物的菌落指纹和特征性生物生态学中的应用，重点对PCR-DGGE技术在复杂样核苷酸序列以确定微生物的多样性及其分类地位，揭示品的微生物群落分析中造成结果偏差的原因进行归纳和和丰富了生态环境的微生物资

8、源。讨论，并提出相应的解决方法，以便对以后的DGGE结收稿日期：2007-04-02基金项目：国家“863”高技术研究发展计划项目(2006AA10Z344；200