分子生态学与微生物群落的动力学监测、结构解析及功能调控

摘要

微生物在自然界以群落的形式存在.群落的结构决定其生态功能.基于培养的技术由于高度的选择性和费时、费力,不能满足分析微生物群落的结构与功能关系的需要.微生物群落可以被看作是基因组DNA的混合物.微生物群落的结构实际上是一个生境中基因组信息的总量与分布特征.进化指针序列,如16S rRNA基因、功能基因序列、氨氧化菌的amoA基因序列以及随机扩增的基因组专一性序列,可以被用作识别不同基因组的分子标记来分析群落的结构.克隆文库组成分析、分子杂交和群落指纹图分析被用来分析微生物群落的基因组信息组成.我们把一种广泛用于细菌分型的基因组DNA指纹图分析技术ERIC-PCR技术用于分析复杂的微生物群落的结构特征.结果表明,类似肠道菌群和活性污泥这样复杂的微生物群落都可以得到重复性好、灵敏度高的指纹图谱.用该指纹图技术对这些群落的长时间动态监测表明,某些新菌种与系统的功能相关.这个技术也可以用于评价不同培养基从环境样品中回收微生物多样性的能力.因此,这项技术在微生物群落的结构与功能关系研究中具有广泛的应用前景.