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沙门氏菌感染巨噬细胞的动态转录物组分析

基础医学与临床 2024年第6期44卷 779-785页

作者：宋博渊吴雪丽李雪媛王莉莎陈阳中国医学科学院基础医学研究所、北京协和医学院基础学院、生物化学与分子生物学系北京100005

目的本文研究了巨噬细胞RAW 264.7感染鼠伤寒沙门氏菌SL1344后在分子水平上发生的时序变化,旨在全面了解感染期间的动态转录物图谱。方法使用鼠伤寒沙门氏菌SL1344感染巨噬细胞RAW 264.7,分别在0 h、8 h和16 h收集细胞样本进行转录物组... 详细信息

目的本文研究了巨噬细胞RAW 264.7感染鼠伤寒沙门氏菌SL1344后在分子水平上发生的时序变化,旨在全面了解感染期间的动态转录物图谱。方法使用鼠伤寒沙门氏菌SL1344感染巨噬细胞RAW 264.7,分别在0 h、8 h和16 h收集细胞样本进行转录物组测序(RNA-sequencing,RNA-seq)。通过对转录物组数据进行上下游分析,包括差异基因表达、聚类和功能注释,再结合分子网络研究,来阐明巨噬细胞信号通路的变化。结果感染的巨噬细胞呈现出明显的形态和转录水平变化。差异基因分析确定了显著的上调和下调模式。聚类揭示了六个基因簇,涉及多种信号通路,包括免疫反应、膜转运和脂质代谢等。结论巨噬细胞对沙门氏菌感染表现出动态响应,具有明显的时序基因表达模式。免疫反应、膜转运和脂质代谢通路的协同激活暗示了巨噬细胞对外源感染的多层次细胞适应性,为了解巨噬细胞响应沙门氏菌感染的分子机制提供了重要见解。

关键词：巨噬细胞感染模型免疫反应转录物组时序分析

基于转录组学和代谢组学分析藻蓝蛋白促进细胞重编程的机制研究

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基于转录组学和代谢组学分析藻蓝蛋白促进细胞重编程的机制研究

作者：李乐内蒙古大学

学位级别：硕士

细胞内大量的活性氧不仅对DNA产生损伤,还会引起氧化应激在重编程过程中对细胞产生损伤。多种抗氧化剂被应用于降低细胞重编程过程中产生的活性氧水平,从而促进小鼠胚胎成纤维细胞被诱导为多能性干细胞的效率。在我们前期的研究中,发现... 详细信息

细胞内大量的活性氧不仅对DNA产生损伤,还会引起氧化应激在重编程过程中对细胞产生损伤。多种抗氧化剂被应用于降低细胞重编程过程中产生的活性氧水平,从而促进小鼠胚胎成纤维细胞被诱导为多能性干细胞的效率。在我们前期的研究中,发现藻蓝蛋白可有效的促进小鼠成纤维细胞重编程为诱导多能性干细胞,藻蓝蛋白诱导的多能性干细胞在多能性与形态方面更加类似于体内分离的胚胎干细胞,但其具体的调节机制还有待研究。藻蓝蛋白是一种纯天然的具有抑制活性氧、抑制组织炎症、抑制肿瘤发生等作用的藻胆蛋白,被广泛应用于抗氧化等研究。本研究利用在前期研究中摸索的最佳条件,将160μg/m L的藻蓝蛋白加入强力霉素诱导的细胞重编程体系中,收集诱导第3、6、9、12天的细胞样品,通过分析不同时间节点的细胞转录物组和非靶向代谢物组变化差异,进一步揭示藻蓝蛋白促进细胞重编程的作用机制。结果显示:(1)藻蓝蛋白促进多能性基因Pou5f1、Klf4、Nanog等基因、抗氧化基因Gpx1、Gpx2、Gpx3等基因、正调控MET基因Ocln等基因和细胞正调控自噬相关基因Foxo1、Atg3等基因的表达量。抑制诱导细胞凋亡基因Gas1、Ets2等基因、MET基因Zeb1、Zeb2等基因和自噬相关的基因Akt1等基因的表达。(2)在藻蓝蛋白处理第3天的细胞中,转录物组差异表达基因的GO注释与KEGG富集在与调控细胞膜上的物质转运以及细胞生长、存活和增殖相关的信号通路;在诱导第6天的重编程细胞中,添加藻蓝蛋白后富集的差异基因则与转录调控、细胞粘附、MET和细胞凋亡等有关;在处理9天与12天时,差异基因主要富集在细胞凋亡、程序性坏死以及脂质代谢、氨基酸代谢等方面调控细胞重编。(3)分析代谢物组数据后,差异显著的代谢物如乙酰辅酶A、L-谷氨酸、腺苷、花生四烯酸等参与了糖酵解通路、柠檬酸盐循环、脂肪酸的合成与分解以及胰岛素信号通路等实现藻蓝蛋白对细胞重编程的促进作用。本研究利用转录组学和代谢组学分析方法揭示了藻蓝蛋白可促进多能性基因的表达量,上调MET相关、细胞生长和自噬细胞相关基因的表达,以及通过调控包括MAPK信号通路,Ras信号通路和NF-kappa B等信号通路,以及参与柠檬酸盐循环、胰岛素信号通路、脂肪酸代谢等代谢途径来促进细胞重编程。该研究对于有助于推动天然蛋白质抗氧化剂在细胞重编程中的机制研究和应用开发,为藻蓝蛋白在生物医学上的广泛应用提供了理论依据。

关键词：藻蓝蛋白体细胞重编程转录物组非靶向代谢物组

不同类型和发育阶段辣椒果实挥发性香气组分变化的代谢组与转录组分析

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不同类型和发育阶段辣椒果实挥发性香气组分变化的代谢组与转录组...

作者：黄闯海南大学

学位级别：硕士

辣椒(Capsicum L.)是世界上最重要的蔬菜作物之一,因其独特的风味和丰富的营养价值深受消费者的喜爱。香气作为辣椒及其加工产品重要的品质属性,在很多情况下指导消费者的选择。但构成辣椒香气的挥发物由于处于动态变化过程中,且其成分... 详细信息

辣椒(Capsicum L.)是世界上最重要的蔬菜作物之一,因其独特的风味和丰富的营养价值深受消费者的喜爱。香气作为辣椒及其加工产品重要的品质属性,在很多情况下指导消费者的选择。但构成辣椒香气的挥发物由于处于动态变化过程中,且其成分和代谢途径十分复杂,使得关于辣椒果实中挥发性香气化合物变化及其调控机制仍知之甚少。因此,关于辣椒果实挥发性香气的研究对提高辣椒果实品质、育种及其深加工均具有重要意义。本文以四个辣椒品种在绿色期、转色期和成熟期的新鲜果实为材料,利用HS-SPME-GC-MS技术分析了不同品种和发育时期辣椒果实中挥发性香气化合物的种类和含量的差异变化,基于转录组测序研究了挥发性香气化合物形成调控基因的差异表达,并利用WGCNA方法综合了转录组和代谢组数据,深入探究了与辣椒果实香气品质形成相关的结构基因和转录因子,分析了表型香味特征与内在调控基因的关系,为辣椒的品质育种提供了有价值的参考。主要研究结果如下:1.从四个辣椒品种三个发育时期的果实中共鉴定出149种挥发性香气成分,主要包括酯类、醛类、萜类、和醇类等,其中挥发性酯类在所有检测到的香气挥发物总数中占主导地位(53种),其次是醛类(27种)、萜类(20种)和碳氢化合物(20种)等;不同品种和发育时期辣椒果实中挥发性香气化合物种类没有明显的区别。2.总挥发性香气化合物和各分组的香气成分的含量在不同品种和发育时期的辣椒果实中存在显著差异。其中,挥发性酯类物质是本研究辣椒果实中最重要的香气成分,在不同比较组中含量都稳定保持在较高的比例(30.64%-58.86%),且在不同品种和发育时期的辣椒果实中具有较大的多样性。此外,相比较其它样本,HDL1成熟果实中总挥发性香气化合物和挥发性酯类化合物的相对含量分别为1210.62μg/kg和712.61μg/kg,在所有比较组中含量最高,这可能是HDL1辣椒及其加工产品产生高品质香气的重要原因。3.多元统计分析表明不同品种和发育时期的辣椒果实中代谢物有明显分离,并筛选出70种存在显著差异的香气挥发物。PCA初步分析了不同样本辣椒果实的特征挥发性香气成分如己醛、4-甲基戊基3-甲基丁酸酯、4-甲基戊基2-甲基丁酸酯和水杨酸甲酯等,这些香气成分可能是辣椒果实香气的重要提供者。4.转录组分析显示,不同样本的辣椒果实中富集到大量的差异基因(DEGs),其中在脂肪酸、氨基酸、甲戊酸(MVA)和甲基赤藓糖醇磷酸(MEP)等与香气化合物合成有关的代谢路径中共鉴定到187个关键调控DEGs,包括13个编码LOX、11个编码ADH、3个编码BCAT和16个编码TPS等DEGs。此外,还鉴定了如C3H、b HLH、MYB、ERF、MYB-related和C2H2等家族大量的可能参与调控辣椒果实中挥发性香味物质合成调控的差异转录因子(TFs)。5.WGCNA关联差异香气化合物和DEGs,鉴定到两个与辣椒果实挥发性香气成分变化高度相关的共表达网络模块,但模块中的基因具有不同的表达模式。进一步分析鉴定了两个模块中可能参与香气化合物合成的潜在的候选DEGs和TFs,其中在darkolivegreen模块中鉴定了8个差异TFs和3个与挥发性香气合成相关的DEGs,在lightyellow模块中鉴定出22个TF基因和4个与合成香味物质相关的DEGs,这些DEGs和TFs可以作为后续功能验证研究的重要候选基因。

关键词：辣椒挥发性芳香化合物非靶向代谢组转录物组共表达网络

RNA-seq用于获得共轭亚油酸对贵妃鸡肌内脂肪代谢调控的关键基因

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中国生物化学与分子生物学报 2022年第6期38卷 778-788页

作者：张俊珍李亚莉张蒙常强强陈亚萍黄昀巍山西农业大学动物科学学院

通过转录物组测序获得在贵妃鸡基础日粮中添加共轭亚油酸(CLA)对肌内脂肪代谢的差异表达基因，经生物信息学分析获得相关的信号通路及可能发挥重要作用的候选基因，为CLA对肌内脂肪沉积的分子机制奠定基础。本研究选用55日龄健康的贵妃... 详细信息

通过转录物组测序获得在贵妃鸡基础日粮中添加共轭亚油酸(CLA)对肌内脂肪代谢的差异表达基因，经生物信息学分析获得相关的信号通路及可能发挥重要作用的候选基因，为CLA对肌内脂肪沉积的分子机制奠定基础。本研究选用55日龄健康的贵妃鸡为试验动物，在基础日粮中添加CLA 0%、1%和2%,预饲期1周，正饲期6周。屠宰采集胸肌组织进行转录物组测序，对测序数据进行差异表达分析，差异表达基因GO功能和差异表达基因KEGG通路富集分析，筛选出与胸肌脂类代谢相关的差异表达基因，利用qRT-PCR对差异表达基因进行验证。结果显示，共获得1 065个差异表达基因，其中上调基因703个，下调基因362个。GO富集结果显示，差异表达基因主要富集在生物过程的细胞过程、单一生物过程、生物调节和代谢过程。KEGG信号通路富集显示，差异表达基因显著富集在黏着斑、不饱和脂肪酸生物合成、脂肪酸生物合成和类固醇生物合成等信号通路中，发现11个主要与肌内脂肪代谢相关的候选基因，分别是FADS1、FADS2、ELOVL5、ACOX2、SLC27A1、FABP5、LPL、LOC107050163、ENSGALG00000030996、ENSGALG00000005043和ENSGALG00000048882。并随机选取6个基因进行qRT-PCR验证，其相对表达量变化趋势与测序结果一致。本研究筛选到CLA影响贵妃鸡胸肌脂类代谢相关的差异表达基因，并对11个主要参与脂肪代谢相关的基因进行分析，为揭示CLA调控肌内脂肪沉积的分子机制奠定基础。

关键词：共轭亚油酸贵妃鸡转录物组脂肪代谢

利用转录物组数据挖掘致脑膜炎大肠杆菌候选非编码RNA

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中国生物化学与分子生物学报 2021年第1期37卷 118-126页

作者：孙昊宋雅君郑杨洋刘郁涛任薇万雪花南开大学生命科学学院天津300071 南开大学泰达生物技术研究院天津300457

细菌非编码RNA(ncRNAs)是细菌生长和感染过程中至关重要的转录调控因子,对致病菌快速响应环境变化,调整自身基因表达抵御环境胁迫尤为重要。本研究通过对新生儿脑膜炎大肠杆菌K1 RS218的高通量转录物组测序,发现新生儿脑膜炎大肠杆菌K1 ... 详细信息

细菌非编码RNA(ncRNAs)是细菌生长和感染过程中至关重要的转录调控因子,对致病菌快速响应环境变化,调整自身基因表达抵御环境胁迫尤为重要。本研究通过对新生儿脑膜炎大肠杆菌K1 RS218的高通量转录物组测序,发现新生儿脑膜炎大肠杆菌K1 RS218(NMEC)表达丰富的ncRNAs。经生物信息学分析,在新生儿脑膜炎大肠杆菌K1 RS218中,共发现45个潜在的ncRNAs。通过与非致病性大肠杆菌K-12基因组比对,发现新生儿脑膜炎大肠杆菌K1 RS218基因组有300个大于100 bp的特异性序列。结合分析获得的非编码RNA,发现共有9个ncRNAs是新生儿脑膜炎大肠杆菌K1 RS218特异的。随机选择Nsr21,用小鼠尾静脉注射模型验证其作用,发现与野生型RS218对照组相比,注射Δnsr21的小鼠血液中的含菌量显著增加(P组中包含大量的ncRNA,这些ncRNA可能与调控NMEC致病性相关。NMEC在感染血液过程中,通过下调Nsr21的表达使NMEC在血液中的繁殖能力增加。

关键词：非编码RNA 新生儿脑膜炎大肠杆菌K1 RS218(NMEC) 转录物组

基于微阵列芯片数据识别子痫前期相关基因SLC20A1

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基于微阵列芯片数据识别子痫前期相关基因SLC20A1

作者：周心怡中国医科大学

学位级别：硕士

目的:识别子痫前期相关基因,探索焦点基因潜在功能。方法:通过分析公开数据建立假设:利用人类蛋白图谱提供的免疫组化数据和单细胞测序数据筛选正常胎盘组织和滋养细胞m RNA及蛋白水平均存在表达基因。随后从基因表达数据库获取2000-202... 详细信息

目的:识别子痫前期相关基因,探索焦点基因潜在功能。方法:通过分析公开数据建立假设:利用人类蛋白图谱提供的免疫组化数据和单细胞测序数据筛选正常胎盘组织和滋养细胞m RNA及蛋白水平均存在表达基因。随后从基因表达数据库获取2000-2020年公开发表的包括子痫前期患者的观察性转录物组数据集,提取GSE10588,GSE24129,GSE30186,GSE35574的B批次,GSE54618及GSE75010的数据,共包括104个子痫前期和112个正常妊娠产后胎盘。利用Limma包内置算法进行差异表达分析,依据是否能识别公认基因FLT-1决定是否纳入后续研究。对符合条件的5个数据集采用Robust Rank Aggreg（RRA）算法,整合差异表达结果,识别焦点基因。对焦点基因进行单基因分析,探索焦点基因表达水平与孕妇临床特征的潜在关系。为预测SLC20A1可能的功能,对GSE75010与GSE54618构建WGCNA网络寻找与SLC20A1共表达并且与孕妇临床特征相关的基因模块,对识别模块包含的共同基因进行功能富集分析。通过离体实验验证公开数据分析结果:采用逆转录实时定量聚合酶链式反应实验和蛋白印记实验验证候选基因在子痫前期与正常血压孕妇胎盘组织中的表达情况。构建候选基因敲除HTR-8/SVneo细胞模型,随后进行划痕实验和Transwell实验,探究候选基因的生物学功能。最后通过蛋白印记实验检测候选基因对E-Cadherin和Vimentin表达的影响。结果:1.多基因整合分析识别SLC20A1,作为后续研究关注的焦点。单基因分析提示胎盘组织中SLC20A1表达水平与早发型子痫前期发病相关。WGCNA识别共表达基因的分子功能主要富集在微管蛋白结合,小GTP酶结合,Rho GTP酶结合,Ras GTP酶结合和GABA受体结合。2.体外验证子痫前期较正常血压孕妇胎盘组织SLC20A1/Pi T-1表达水平下调。3.干扰SLC20A1后HTR-8/SVneo细胞的迁移、侵袭能力受抑制。4.干扰SLC20A1后HTR-8/SVneo细胞的E-cadeherin上调,Vimentin下调。结论:胎盘组织SLC20A1表达改变可能与子痫前期相关。体外干扰SLC20A1细胞迁移侵袭能力受损,这可能与上皮-间质转化相关。

关键词：子痫前期转录物组相关性 SLC20A1

植物乳杆菌SAL响应氧化胁迫的生物学特征与调控机制

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植物乳杆菌SAL响应氧化胁迫的生物学特征与调控机制

作者：赵文琪大连医科大学

学位级别：硕士

背景肿瘤治疗作为困扰全人类的一项重大难题,临床一般通过手术切除、放疗化疗等尽可能抑制肿瘤的发生转移。目前,诱导肿瘤细胞氧化应激是放化疗主要的作用机制,高能量射线和化学药物持续作用于恶性肿瘤,产生的过量活性氧自由基（ROS）... 详细信息

背景肿瘤治疗作为困扰全人类的一项重大难题,临床一般通过手术切除、放疗化疗等尽可能抑制肿瘤的发生转移。目前,诱导肿瘤细胞氧化应激是放化疗主要的作用机制,高能量射线和化学药物持续作用于恶性肿瘤,产生的过量活性氧自由基（ROS）引起细胞和组织中的DNA、蛋白质等生物大分子变性、脂质过氧化,多种细胞凋亡信号途径被激活,加速肿瘤细胞凋亡、自噬。但是,长期接受放化疗的患者,ROS毒副反应大量积累,氧化胁迫干扰加剧,患者胃肠道微生态系统容易受到影响。益生菌制备的微生态调节剂作用于受损的胃肠道系统,有助于提高胃肠道黏膜防御能力,减少致病菌定植,维持肠道微生态系统稳态。然而,目前在临床应用上尚缺乏既能够抗氧化胁迫,又可以调节肠道菌群的益生菌类微生态调节剂。目的分析植物乳杆菌SAL（Lactobacillus plantarum SAL）的生物学活性,筛选出L.plantarum SAL抗氧化胁迫的关键靶点基因,并验证靶点基因的可靠性,探寻L.plantarum SAL抗氧化胁迫的分子机制和代谢途径。方法1.L.plantarum SAL的生物学特征配制含0-8 g/100 m L Na Cl的MRS培养基,含0.1%-0.5%胆盐浓度的MRS培养基,p H为1.5-2.5含1 g/100 m L胃蛋白酶的人工胃液,含1 g/100 m L胰蛋白酶的人工肠液。耐高盐和耐胆盐试验计数培养至生长对数末期的活菌数,人工胃液耐受试验计数培养1 h、2 h、4 h后的活菌数,人工肠液耐受试验计数培养2 h、4h、6 h后的活菌数。利用双层琼脂夹心法结合滴种法检测L.plantarum SAL对6株指示菌的抑菌活性。2.L.plantarum SAL响应氧化胁迫的调控机制设置不同浓度梯度的HO培养条件,建立L.plantarum SAL抗氧化胁迫模型。RNA-seq高通量测序技术筛选L.plantarum SAL氧化胁迫模型下的差异表达基因集。利用生物信息学技术探寻L.plantarum SAL的氧化胁迫应激机制:差异表达基因集进行GO、KEGG富集分析;依次利用STRING在线工具、Cytoscape软件构建蛋白质互作网络;利用Centiscape插件和MCODE插件,通过设置参数,分别筛选出符合参数标准的枢纽基因、瓶颈基因和核心基因;利用Venn在线工具获取三种基因的交集,最终获得发挥关键作用的抗氧化胁迫调控基因。3.L.plantarum SAL gad B基因的功能分析优化L.plantarum SAL gad B基因序列,构建大肠埃希菌p Smart-I-gad B原核表达系统。IPTG诱导目的蛋白大量表达,利用Ni柱亲和层析法吸附并纯化获得含6×His标签的SUMO-GAD融合蛋白,通过柱前PITC衍生高效液相色谱法检测融合蛋白酶活,检测BL21（DE3）/p Smart-I-gad B重组菌株的抗氧化能力。4.L-谷氨酸对L.plantarum SAL抗氧化胁迫的影响设置0-3%浓度梯度的L-谷氨酸培养液,检测L-谷氨酸对L.plantarum SAL的最适添加浓度。通过添加作用底物L-谷氨酸,间接验证GAD蛋白表达对于L.plantarum SAL抗氧化胁迫的影响。结论1.L.plantarum SAL具有较好的益生特性。在高盐、人工胃液等胁迫条件下的生长情况优于经典株L.plantarum WCFS1,在胆盐、人工肠液等胁迫条件下与经典株旗鼓相当,只有抑菌活性稍逊于经典株。2.建立了5 m M HO刺激0.5 h的L.plantarum SAL氧化胁迫模型。转录物组测序共计得到313个差异表达基因,其中149个表达上调、164个表达下调。差异基因集主要注释在GO数据库RNA转录过程、核糖体蛋白组成、细胞结构分子活性等方面,以及KEGG通路数据库核糖体通路、脂肪酸生物合成、脂肪酸代谢等途径上。通过Cytoscape可视化网络筛选,得到关键基因gad B和pur A,且两者上调表达均与细菌新陈代谢途径以及丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸代谢途径相关。经q PCR验证发现gad B基因在细菌细胞内表达量更高,与转录物组测序结果一致。3.成功构建BL21（DE3）/p Smart-I-gad B原核表达系统。经0.8 m M IPTG,37℃诱导4 h得到分子量约为66.91 k Da的SUMO-GAD重组融合蛋白的优化表达,且以包涵体形式为主,利用Ni柱亲和层析方法获得纯化的重组蛋白,其表达量为0.202 mg/L,酶活为14.06 U/mg。4.在培养环境中添加1.5%L-谷氨酸能够增强L.plantarum SAL的抗氧化胁迫作用。

关键词：植物乳杆菌生物学特征氧化胁迫转录物组谷氨酸脱羧酶

甲烷氧化菌20Z利用Embden-Meyerhof-Parnas途径高效同化甲烷

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生物工程学报 2014年第1期30卷 43-54页

作者：崔金玉姚陆孙效乐 Marina G. Kalyuzhnaya 杨松青岛农业大学生命科学学院山东省应用真菌重点实验室山东青岛266109 山东省农业科学院质量标准与检测试验研究所山东济南250100 美国华盛顿大学微生物系华盛顿州西雅图98105 天津大学系统生物工程教育部重点实验室天津300072

为了探究γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）甲烷氧化菌Methylomicrobiumalcaliphilum 20Z的甲烷同化代谢过程。文中整合RNA。seq、LC．MS技术并结合13C标记策略对核酮糖单磷酸途径（Ribulosemonophosphatepathway）及下游途径展开系统组学分析。Malcaliphilum 20Z代谢物组定量分析表明Entner-Doudorofr（EDD）途径的中间代谢物6一磷酸葡萄糖的浓度是（150．95±28．75）μmol／L，2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸浓度低于质谱定量分析检测限，而Embden-Meyerhof-Pamas（EMP）途径中果糖1，6-二磷酸、甘油醛-3-磷酸／二羟丙酮磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸的浓度分别是（1142．02±302．88）μmol／L、（1866．76±388．55）μmol／L和（3067．57±898．13）±mol／L。通过EDD和EMP途径的代谢物13C同位素动态富集研究，进一步揭示3位标记丙酮酸丰度是l位标记丙酮酸丰度的4-6倍。最后，基因表达比较分析发现EMP途径的关键基因（如：fbaA、tpiA、gap和pykA）的表达水平（RPKM）分别是2479．2、2493．9、2274．6和1846．0，而EDD途径中基因（如：pgi、eda和edd）的RPKM仅是263．8、341．2和225．4。综合上述结果阐明EMP途径才是Malcaliphilum20Z进行甲烷同化的关键通路。EMP途径代谢功能的全新阐述不但改变对Gammaproteobacteria甲炕氧化菌甲烷同化模式的传统认知，而且为甲烷高效生物催化转化提供重要的理论基础。

关键词：甲烷氧化菌甲烷同化途径甲烷生物催化 13C标记代谢物组转录物组

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环境中微生物原位检测方法研究进展

生物技术通报 2017年第10期33卷 26-32页

作者：宋伟凤李明聪高峥山东农业大学生命科学学院作物生物学国家重点实验室泰安271000

微生物是生态系统物质循环和能量流动的主要参与者,在生态系统中起着重要的作用。但在现有技术条件下可培养微生物所占比例极小,限制了微生物资源的开发利用。目前有许多方法,可以避开微生物不可培养的问题,直接对微生物进行原位检测。... 详细信息

微生物是生态系统物质循环和能量流动的主要参与者,在生态系统中起着重要的作用。但在现有技术条件下可培养微生物所占比例极小,限制了微生物资源的开发利用。目前有许多方法,可以避开微生物不可培养的问题,直接对微生物进行原位检测。对此,将前人关于微生物生态的原位检测研究方法进行了综述,方便以后对这些方法的合理应用。分别从DNA水平、RNA水平和蛋白质水平,介绍了对应的原位微生物检测方法(如Brd U标记、DNA-SIP、FISH和环境转录物组等),比较了它们的优缺点,并介绍了如何将这些方法与目前流行的高通量测序、单细胞测序等技术相结合来捕获原位活性微生物组等。同时,还对这些方法的特点进行了比较,使得人们可以更清楚地了解在不同场景下对不同方法的选择。这些经过改进的新兴方法及其与其它方法的结合使用将有助于解决微生物生态学研究中出现过或即将出现的很多问题。地球上的各种生态系统复杂而庞大,包含的微生物种群也各有差异。各种原位检测方法对微生物生理生态做出了更加真实有效的描述,必将成为研究微生物生态的有力手段。

关键词：微生物原位检测 BrdU标记 DNA-SIP 荧光原位杂交宏基因组转录物组生物正交反应