基于液滴技术的宏基因组筛选系统的构建

摘要

微生物生态系统是基因多样性的宝库，但是99％的微生物是无法在实验环境下培养的。宏基因组学通过直接提取和克隆环境中微生物DNA，对DNA进行基因分析，分析内容包括测序分析以及生物功能基因筛选等方面。
　　测序分析以大规模测序环境DNA序列为基础，从已有的序列信息中获得微生物生态系统的基因组成和基因的多样性。但是依据序列信息推断的功能基因常常与实验结果不符，因此功能基因筛选成为挖掘微生物生物活性基因的重要方法。如今，微流控技术的广泛应用促进了功能基因筛选的自动化，微型化和高通量。由此启发，本文旨在探索宏基因组文库高通量筛选的新方法，即构建土壤宏基因组文库，利用液滴技术包裹单克隆，在微流控筛选系统上进行功能基因筛选。
　　本文构建了土壤宏基因组文库，库容为1200Mbp。在探索筛选方法上，我们利用微流控芯片制作包裹荧光大肠杆菌的稳定双乳化液滴，在流式细胞仪上根据荧光信号分选液滴，证明液滴技术在分选实验中的可能性。为将来筛选宏基因组文库奠定了基础。
　　在筛选系统上，我们搭建了微流控筛选系统，系统以负压为流体动力，根据荧光检测改变电磁阀的通电状态，选择性的将荧光细胞注入特定通道内。该系统的构建成功将有利于流式技术的自动化和微型化。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 宏基因组学以及发展背景

1.2 宏基因组学技术概述及应用

1.3 细胞分选

1.4 微流控芯片与液滴技术

1.5 论文的目的和研究内容

第二章 构建宏基因组文库

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 小结

第三章 双乳化液滴的制备与筛选

3.1材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 小结

第四章 微流控细胞筛选系统

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与分析

4.4 小结

第五章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

附录1 英文缩略词表

附录2 主要仪器设备

附录3 质粒图谱