‘壹’ 微生物多样性采用香农-威纳指数法的方法
Shannon—Wiener指数:衡量种群多样性的指数,由下式计算各样品的多样性指数(Shannon—Wiener指数):H=-∑ (ni ∕ N)lg(ni / N)式中,ni为各条带吸收峰的面积;N为所有条带吸收峰的总面积。
‘贰’ 怎么分析微生物群落结构和多样性
微生物群落的种群多样性一直是微生物生态学和环境学科研究的重点。近几年来,微生物群落结构成为研究的热点。首先,群落结构决定了生态功能的特性和强弱。其次,群落结构的高稳定性是实现生态功能的重要因素。再次,群落结构变化是标记环境变化的重要方面。因此,通过对目标环境微生物群落的种群结构和多样性进行解析并研究其动态变化,可以为优化群落结构、调节群落功能和发现新的重要微生物功能类群提供可靠的依据。
从年代上来看,微生物群落结构和多样性解析技术的发展可以分为三个阶段。20世纪70年代以前主要依赖传统的培养分离方法,依靠形态学、培养特征、生理生化特性的比较进行分类鉴定和计数,对环境微生物群落结构及多样性的认识是不全面和有选择性的,方法的分辨水平低。在70和80年代,研究人员通过对微生物化学成分的分析总结出了一些规律性的结论,从而建立了一些微生物分类和定量的方法即生物标记物方法,对环境微生物群落结构及多样性的认识进入到较客观的层次上。在80和90年代,现代分子生物学技术以DNA为目标物,通过rRNA基因测序技术和基因指纹图谱等方法,比较精确地揭示了微生物种类和遗传的多样性,并给出了关于群落结构的直观信息。
1 传统培养分离方法
传统培养分离方法是最早的认识微生物群落结构和多样性的方法,自1880年发明以来一直到
现在仍被广泛使用。传统培养分离方法是将定量样品接种于培养基中,在一定的温度下培养一定的时间,然后对生长的菌落计数和计算含量,并通过在显微镜下观察其形态构造,结合培养分离过程生理生化特性的观察鉴定种属分类特性。培养分离方法采用配比简单的营养基质和固定的培养温度,还忽略了气候变化和生物相互作用的影响,这种人工环境与原生境的偏差使得可培养的种类大大减少(仅占环境微生物总数的0.1%~10%[1])。而且,此方法繁琐耗时,不能用于监测种群结构的动态变化。
2 群落水平生理学指纹方法(CLPP)
通常认为微生物所含的酶与其丰度或活性是密切相关的。酶分子对于所催化的生化反应特异性很高,不同的酶参与不同的生化反应。如果某一微生物群落中含有特定的酶可催化利用某特定的基质,则这种酶-底物可作为此群落的生物标记分子之一,标记了某种群的存在。由Garlan和Mills[2]于1991年提出的群落水平生理学指纹方法(CLPP)是通过检测微生物样品对底物利用模式来反映种群组成的酶活性分析方法。具体而言,CLPP分析方法就是通过检测微生物样品对多种不同的单一碳源基质的利用能力,来确定那些基质可以作为能源,从而产生对基质利用的生理代谢指纹。由BIOLOG公司开发的BIOLOG氧化还原技术,使得CLPP方法快速方便。商业供应的BIOLOG微平板分两种:GN和MT,二者都含有96个微井,每一
128 生态环境 第14卷第1期(2005年1月)
微井平板的干膜上都含有培养基和氧化还原染料四唑[3]。其中,BIOLOG的GN微平板含有95种不同碳源和一个无碳源的对照井,而MT微平板只含有培养基和氧化还原染料,允许自由地检测不同的碳源基质[3]。检测的方法是:将处理的微生物样品加入每一个微井中,在一定的温度下温育一定的时间(一般为12 h),在温育过程中,氧化还原染料被呼吸路径产生的NADH还原,颜色变化的速率取决于呼吸速率,最终检测一定波长下的吸光率进行能源碳的利用种类及其利用程度的分析[4]。
BIOLOG方法能够有效地评价土壤和其它环境区系的微生物群落结构[3~6]。其优点是操作相对简单快速,而且少数碳源即能区别碳素利用模式的差别[5]。然而,BIOLOG体系仅能鉴定快速生长的微生物,而且,测试盘内近中性的缓冲体系、高浓度的碳源及有生物毒性的指示剂红四氮唑(TTC)使得测试结果的误差进一步增大。姚槐应[5]的研究表明,应根据测试对象的特点(例如pH,碳源利用类型及利用能力)改进BIOLOG体系,并且,有必要研究更好的指示剂来取代TTC。
3 生物标记物方法
生物标记物(Biomakers)通常是微生物细胞的生化组成成分,其总量通常与相应生物量呈正相关。由于特定结构的标记物标志着特定类型的微生物,因此一些生物标记物的组成模式(种类、数量和相对比例)可作为指纹估价微生物群落结构。由于分类的依据是从混合微生物群落中提取的生化组成成分,潜在地包括所有的物种,因而具有一定的客观性。并且分析简便快速,适于定性甚至半定量地检测微生物体系的动态变化。20世纪80年代以来常用于研究微生物群落结构的生物标记物方法包括:醌指纹法(Quinones Profiling)、脂肪酸谱图法(PLFAs和WCFA-FAMEs)。测定时,首先使用合适的提取剂提取环境微生物样品中的这些化合物并加以纯化,然后用合适的溶剂制成合适的样品用GC或LC检测,最后用统计方法对得到的生物标记物谱图进行定性定量分析。
3.1 醌指纹法(Quinones Profiling)
呼吸醌广泛存在于微生物的细胞膜中,是细胞膜的组成成分,在电子传递链中起重要作用[7]。醌的含量与土壤和活性污泥的生物量呈良好的线性关系的研究表明,醌含量可用作微生物量的标记[8]。有两类主要的呼吸醌:泛醌(ubiquinone, UQ)即辅酶Q和甲基萘醌(menaquinone,MK)即维生素K[9]。醌可以按分子结构在类(UQ和MK)的基础上依据侧链含异戊二烯单元的数目和侧链上使双键饱和的
氢原子数进一步区分。研究表明,每一种微生物都含有一种占优势的醌[7],而且,不同的微生物含有不同种类和分子结构的醌[9]。因此,醌的多样性可定量表征微生物的多样性,醌谱图(即醌指纹)的变化可表征群落结构的变化。
用醌指纹法描述微生物群落的参数[7]有:(1)醌的类型和不同类型的醌的数目;(2)占优势的醌及其摩尔分数含量;(3)总的泛醌和总的甲基萘醌的摩尔分数之比;(4)醌的多样性和均匀性;(5)醌的总量等。对两个不同的群落,由上述分析所得数据可以计算出另一个参数____非相似性指数(D),用于定量比较两个群落结构的差异。
醌指纹法具有简单快速的特点,近几年来广泛用于各种环境微生物样品(如土壤,活性污泥和其它水生环境群落)的分析。
考察了醌指纹法分析活性污泥群落的分析精度,证明此方法是一种可靠的分析方法。然而,醌指纹法也存在一定的局限性,它不能反映具体哪个属或哪个种的变化。 3.2 脂肪酸谱图法(PLFAs、WCFA-FAMEs和其它方法)
从微生物细胞提取的脂肪类生化组分是重要的生物量标记物,例如,极脂(磷脂)、中性脂类(甘油二酯)可分别作为活性和非活性生物量的标记物[10]。更重要的是,提取脂类的分解产物____具有不同分子结构的混合的长链脂肪酸,隐含了微生物的类型信息,其组成模式可作为种群组成的标记。多种脂肪酸谱图法广泛用于土壤、堆肥和水环境微生物群落结构的分型和动态监测[11~13]。
常用的脂肪酸谱图法可分为两种:磷脂脂肪酸(PLFAs)谱图法和全细胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)谱图法[14]。二者分析的对象实质上都是脂肪酸甲酯,不同之处在于提取脂肪酸的来源不同。磷脂脂肪酸(PLFAs)谱图法提取的脂肪酸主要来源于微生物细胞膜磷脂即来源于活细胞,全细胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)谱图法提取的脂肪酸来源于环境微生物样品中的所有可甲基化的脂类即来源于所有的细胞(包括活细胞和死细胞)。因此,磷脂脂肪酸(PLFAs)谱图法的优点在于准确,可靠;全细胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)谱图法的优点在于提取简捷,所需样品量少。对多个环境微生物样品分析而言,先用WCFA-FAMEs谱图法预先筛选再用PLFAs法进行分析是提高效率的较佳选择。
脂肪酸谱图分析包括两种形式:一种是脂肪酸,采用GC分析仪达到分离不同结构的分子的目的;另一种是脂肪酸甲基化产物____脂肪酸甲酯,采用GC-MS分析仪进行不同分子的分离和鉴定。
‘叁’ 请教如何进行微生物多样性分析
对不起 不知道!!!
生物多样性biodiversity是指一定范围内多种多样活的有机体(动物、植物、微生物)
有规律地结合所构成稳定的生态综合体。
这种多样包括动物、植物、微生物的物种多样性,物种的遗传与变异的多样性及生态系统的多样性。其中,物种的多样性是生物多样性的关键,它既体现了生物之间及环境之间的复杂关系,又体现了生物资源的丰富性。微生物多样性是指微生物的生命形式的多样性,包括生理代谢类型、代谢产物、遗传基因及生态类型的多样性。
‘伍’ 微生物多样性研究
微生物的纯化与分离。私信就可以。这个我在大学里常做。
‘陆’ 微生物群落多样性测序数据怎么处理
微生物群落多样性测序数据怎么处理
微生物群落测序是指对微生物群体进行高通量测序,通过分析测序序列的构成分析特定环境中微生物群体的构成情况或基因的组成以及功能。借助不同环境下微生物群落的构成差异分析我们可以分析微生物与环境因素或宿主之间的关系,寻找标志性菌群或特定功能的基因。对微生物群落进行测序包括两类,一类是通过16s rDNA,18s rDNA,ITS区域进行扩增测序分析微生物的群体构成和多样性;还有一类是宏基因组测序,是不经过分离培养微生物,而对所有微生物DNA进行测序,从而分析微生物群落构成,基因构成,挖掘有应用价值的基因资源。以16s rDNA扩增进行测序分析主要用于微生物群落多样性和构成的分析,目前的生物信息学分析也可以基于16s rDNA的测序对微生物群落的基因构成和代谢途径进行预测分析,大大拓展了我们对于环境微生物的微生态认知。目前我们根据16s的测序数据可以将微生物群落分类到种(species)(一般只能对部分菌进行种的鉴定),甚至对亚种级别进行分析,几个概念:16S rDNA(或16S rRNA):16S rRNA 基因是编码原核生物核糖体小亚基的基因,长度约为1542bp,其分子大小适中,突变率小,是细菌系统分类学研究中最常用和最有用的标志。16S rRNA基因序列包括9个可变区和10个保守区,保守区序列反映了物种间的亲缘关系,而可变区序列则能体现物种间的差异。16S rRNA基因测序以细菌16S rRNA基因测序为主,核心是研究样品中的物种分类、物种丰度以及系统进化。OTU:operational taxonomic units (OTUs)在微生物的免培养分析中经常用到,通过提取样品的总基因组DNA,利用16S rRNA或ITS的通用引物进行PCR扩增,通过测序以后就可以分析样品中的微生物多样性,那怎么区分这些不同的序列呢,这个时候就需要引入operational taxonomic units,一般情况下,如果序列之间,比如不同的 16S rRNA序列的相似性高于97%就可以把它定义为一个OTU,每个OTU对应于一个不同的16S rRNA序列,也就是每个OTU对应于一个不同的细菌(微生物)种。通过OTU分析,就可以知道样品中的微生物多样性和不同微生物的丰度。测序区段:由于16s rDNA较长(1.5kb),我们只能对其中经常变化的区域也就是可变区进行测序。16s rDNA包含有9个可变区,分别是v1-v9。一般我们对v3-v4双可变区域进行扩增和测序,也有对v1-v3区进行扩增测序。
‘柒’ 为什么在微生物多样性分析中可以使用pca分析技术
为什么在微生物多样性分析中可以使用pca分析技术
环境微生物群落多样性分析微生物群落多样性的基本概念...DGGE 等分子指纹图谱技术,在其实验结果中往往只含有...PCA 分析图是基于每个样品中所含有的
‘捌’ 请教微生物群落多样性指数分析
微生物群落的种群多样性一直是微生物生态学和环境学科研究的重点。近几年来,微生物群落结构成为研究的热点。首先,群落结构决定了生态功能的特性和强弱。其次,群落结构的高稳定性是实现生态功能的重要因素。再次,群落结构变化是标记环境变化的重要方面。因此,通过对目标环境微生物群落的种群结构和多样性进行解析并研究其动态变化,可以为优化群落结构、调节群落功能和发现新的重要微生物功能类群提供可靠的依据。
从年代上来看,微生物群落结构和多样性解析技术的发展可以分为三个阶段。20世纪70年代以前主要依赖传统的培养分离方法,依靠形态学、培养特征、生理生化特性的比较进行分类鉴定和计数,对环境微生物群落结构及多样性的认识是不全面和有选择性的,方法的分辨水平低。在70和80年代,研究人员通过对微生物化学成分的分析总结出了一些规律性的结论,从而建立了一些微生物分类和定量的方法即生物标记物方法,对环境微生物群落结构及多样性的认识进入到较客观的层次上。在80和90年代,现代分子生物学技术以DNA为目标物,通过rRNA基因测序技术和基因指纹图谱等方法,比较精确地揭示了微生物种类和遗传的多样性,并给出了关于群落结构的直观信息。
1 传统培养分离方法
传统培养分离方法是最早的认识微生物群落结构和多样性的方法,自1880年发明以来一直到
现在仍被广泛使用。传统培养分离方法是将定量样品接种于培养基中,在一定的温度下培养一定的时间,然后对生长的菌落计数和计算含量,并通过在显微镜下观察其形态构造,结合培养分离过程生理生化特性的观察鉴定种属分类特性。培养分离方法采用配比简单的营养基质和固定的培养温度,还忽略了气候变化和生物相互作用的影响,这种人工环境与原生境的偏差使得可培养的种类大大减少(仅占环境微生物总数的0.1%~10%[1])。而且,此方法繁琐耗时,不能用于监测种群结构的动态变化。
2 群落水平生理学指纹方法(CLPP)
通常认为微生物所含的酶与其丰度或活性是密切相关的。酶分子对于所催化的生化反应特异性很高,不同的酶参与不同的生化反应。如果某一微生物群落中含有特定的酶可催化利用某特定的基质,则这种酶-底物可作为此群落的生物标记分子之一,标记了某种群的存在。由Garlan和Mills[2]于1991年提出的群落水平生理学指纹方法(CLPP)是通过检测微生物样品对底物利用模式来反映种群组成的酶活性分析方法。具体而言,CLPP分析方法就是通过检测微生物样品对多种不同的单一碳源基质的利用能力,来确定那些基质可以作为能源,从而产生对基质利用的生理代谢指纹。由BIOLOG公司开发的BIOLOG氧化还原技术,使得CLPP方法快速方便。
‘玖’ 论述微生物的多样性体现在5个方面,越详细越好啊。。。
1、微生物生活环境的多样性:在地球的极端环境下都能找到微生物活动的踪迹,接近沸点的温泉、极寒地带、高压、高盐、极酸、极碱环境都有微生物生存,这是其他物种无法比拟的。
2、营养代谢类型的多样性:以碳源、氮源、利用光能、化学能等各种代谢途径制造完成生命周期所需的能量,这种代谢途径、营养物质需求的多样性在其他物种很少见到的。
3、微生物分类学上类群的多样性:包括原核生物:细菌、放线菌、螺旋体、支原体、立克次氏体、衣原体以及真核生物中的:真菌、藻类、原生动物以及非细胞生命体:病毒和亚病毒(阮病毒、类病毒等)。
4、微生物生活方式、繁殖方式的多样性:由于微生物所涉及的种类繁多决定了它们的生活方式、繁殖方式也具有动物植物所不能比拟的多样性。
5、遗传基因的多样性:遗传基因决定了生命的活动形式,微生物巨大的种类数量决定了其具有巨大的遗传资源。不同的微生物其基因决定了其生命活动方式、代谢途径等,加上微生物具有所有物种中最快的变异速度,也在一定程度上增加了其遗传物质的多样性。
基于以上这些,微生物的多样性也包括了其开发用途的多样性,在医药、环境、化工各个方面微生物都得到广泛的研究和应用,具有多样的现实意义。
‘拾’ 废水中微生物多样性的检测有几种方法
solemon23(站内联系TA)有没有水处理的高手,只想得到水中微生物多样性程度,比如某水体中微生物多样性达到中度多样性。 现在分子生物学手段比较盛行,PCR,克隆,DGGE等。凡龙(站内联系TA)没有简单方法,只有专业方法,PCR喽bill2064(站内联系TA)可以尝试biolog 但它只针对好氧微生物echo1234(站内联系TA)PCR-DGGE吧 大概可以看出多样性程度 成本相对不高cz200717(站内联系TA)一般的生态分析方法的话,DGGE和RFLP应该都可以。稍微先进点的话就做一下RT-PCR……