基因芯片技术在环境微生物群落研究中的应用.ppt

基因芯片技术在环境微生物群落研究中的应用摘要基因芯片环境样品及其环境微生物群落研究环境样品群落研究基因芯片的种类系统寡核苷酸芯片由于16SrDNA序列在原核生物中的高度保守性,对于近缘种或同一种内的不同菌株之间的鉴别分辩力较差,因此只适于研究属及属以上水平的菌株。

系统寡核苷酸芯片是目前应用最广的一种基因芯片,利用该技术已经成功对堆肥、土壤、活性污泥、铀污染含水土层等环境样品进行了微生物检测、菌群动力学、多样性和结构分析。
功能基因芯片（FGA）根据FGA的目的及其杂交靶标的种类,FGA分为功能分类基因芯片和基因表达芯片。
前者的目的主要是研究菌群是否具有这些特定反应过程及其功能的分布、变化、多样性,其杂交靶标是菌群DNA的PCR产物。
而后者用于研究这些特定功能基因的生理活性及其基因表达情况,需提取环境样品的mRNA,其杂交靶标是菌群cDNA的PCR产物。FGA的探针主要是功能基因的PCR产物或合成的寡核苷酸,其中,前者通过对某些微生物功能基因保守序列设计引物,从而扩增出相关基因;而后者是通过数据库中的序列信息直接设计的。

目前,FGA应用推广的限制性瓶颈在于功能基因数据库的不完整性和某些微生物的不易培养性。群落基因组芯片(CGA)宏基因组芯片(MGA)宏基因组芯片则是一种高通量文库筛选技术,是一种将芯片技术和宏基因组技术结合起来新技术,该技术无需分离培养菌株、无需了解菌群的基因序列。

它的探针来源于环境DNA的宏基因组文库,可通过大肠杆菌作为宿主来构建,一般来说,MGA所包含的探针为1kb左右。该技术可以分析环境样品微生物结构和功能;可以通过不同环境样品宏基因组芯片的比较分析获得某环境样品菌群的代表DNA探针。

目前,MGA技术仍在发展初期,但由于环境中存在大量的未知基因序列,因此它在环境方面将具有巨大的应用价值。展望