微生物群落多样性分析方法的进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com不t毛舛学2003年第22卷第3期ShanghaiEnvironmentalSciences微生物群落多样性分析方法的进展ProgressonAnalyticalMethodsUsedinMicrobialCommunityDiversity陈晓倩殷浩文(上海市环境科学研究院，上海200233)ChenXiaoqianYinHaowen(ShanghaiAcademyofEnvironmentalSciences，Shanghai200233)摘要微生物群落多样性由3个组成要素形成：物种多样性．遗传多样性．

2、功能多样性。从这3方面系统地概述了细胞结构分析方法．分子生物学方法．功能多样性方法等技术在国内外的研究进展．并综合分析及探讨了这些技术的优点和不足。微生物群落多样性分析．对环境资源调查．环境变化监控．环境治理及环境压力等研究．具有深远的意义。而其分析方法的发展趋势．则是原位．快速．高通量的检测。关键词：微生物群落多样性物种多样性遗传多样性功能多样性用的方法大都不适合研究微生物群落。物理、化学及1前言分子生物学方法的进展，为多样性研究中诸多悬而未微生物在自然界以群落的形式存在，多种微生物决的问题提供了解决的方法，形成多种研究微生物群共同生活于一定区域，而这

3、些种类既不是弧立存在，落多样性的技术方法。本文围绕群落多样性3个要素也不能随便凑合，它们的共处必须遵循一定的生物学的各种方法展开讨论。规律。微生物之间相互依存又相互制约的现象，随着时间的推移而逐步调整和完善，从而形成了有一定特2物种多样性点的生物集合体即微生物群落。微生物群落的多样物种多样性是指群落中的微生物种群类型和性，一直是环境科学和生态学、环境工程、土壤微生物数量，其中丰度和均度是多样性指数中的2个组成研究的重点，因为这种多样性研究，特别是针对大多部分，也是多样性分析中最直观、最容易理解的数未知种群的研究，可以探知蕴藏其中的无法估量的要素。资源，从

4、而对一些超常物质进行开发利用。同时也可2．1形态学分析用于监控环境变化，对环境状态、环境污染，微生早期方法使用显微镜观察样品，通过形态特征来物群落会作出迅速反应，因而可以成为环境变化的确定微生物的种类，在水环境样品中确实可以鉴定出标记。许多物种。但因为一些物种形态相似，仅凭显微镜无早在20世纪90年代，Solbrigt提出了微生物群法判断准确，容易产生误判，而另外一些微生物类型落多样性有3个组成要素：物种多样性、遗传多样性的形态特征相同或模式种发生变异，故单凭形态学分和功能多样性。起初的研究重点在物种多样性和遗传析是不够的。随着显微技术不断提高，一些含特

5、殊荧多样性，随着各项技术的发展和研究角度的拓宽，功光的微生物可通过荧光显微镜来鉴定。如产烷微生物能多样性也越来越受重视。遗传多样性是物种多样性含F420辅助因子，在420nm波长激发下，产生绿色荧的基础，但又与物种多样性有区别，它揭示了不同类光；而鉴定含光合色素的微生物，如果与流式细胞仪型的外界压力在物种演替过程中的遗传轨迹；除了微结合使用，则检测得到的信息可定量。生物自身的遗传改变外，环境影响及生态上的相互关目前，微生物鉴定和分类，仍必须经过培养和纯系，也导致了功能的多样性。由于微生物的微观性『21，尤其是原核生物简单的单细胞结构，繁殖快、无准确第一作

6、者陈晓倩，女，1975年生，1998年毕业于华东师范大的基线用于统计等原因，以至研究传统生物多样性所学，助理工程师。一2l3一维普资讯http://www.cqvip.com微生物群落多样性分析方法的进展陈晓倩ShanghaiEnvironmenta]Sciences种分离，然后再展开多重生理生化测试才能实现。如题，从遗传水平上说明了群落结构的完整性。目标微生物可培养则此方法适用，选择一种合适的培3．1核酸探针检测技术养基和掌握好培养条件，是这种方法的关键，最简单此类技术以核酸分子杂交技术为核心，利用探针的鉴定是比较菌落的形态特征。对于较难培养和较难分析

7、微生物的DNA序列及片断长度的多态性。探针计数的微生物，使用上述方法没有意义。采用培养和是能与特定核苷酸序列发生特异性互补的已知核酸形态鉴别的方法用于微生物多样性研究，不可避免地片断。可以是长探针(100—1O00bp)，又称基因探针，多少会偏离它们原来的生境，在人为操纵条件下，或与同源核酸序列杂交，检出特异微生物种；也可以是多或少改变了微生物群落原有的结构。PCR产物或人工合成的寡核苷酸探针(10—50bp)；还2．2细胞结构分析可以从RNA制备CDNA探针。杂交的靶序列可是生物不仅在形态上有所区分，更重要的是结构上DNA分子，或是RNA分子。常用的分

8、子是rRNA或存在明显的不同。采用生物标记分子作为鉴定微生物rDNA序列，因为r