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分子生物技术在环境工程微生物领域中的应用

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摘 要:随着分子生物技术的发展,其所具备的应用范围越来越广。在本文中,对分子生物技术进行了介绍,在此基础上,具体分析了环境工程微生物领域中分子生物技术的应用,以便于通过分子生物技术的应用,推动环境工程微生物领域快速的发展。

关键词:分子生物技术;环境工程;微生物领域

前言:环境工程微生物是一个综合性的学科,涉及到很多相关联的学科,比如微生物学、环境工程学、环境保护学等。同时,在微生物领域中,环境工程微生物又是一个非常重要的组成部分,在对其进行研究时,应用了分子生物技术,这样一来,在进行环境监测时,提升了监测的效果,进而在很大程度上实现了环境保护。

一、分子生物技术

(一)PCR核酸技术

在PCR核酸技术中,包含了三种不同的技术。第一,PCR―SSCP技术,在利用此种技术进行环境监测时,首先要选取监测环境的DNA样本,随后,通过PCR扩增技术,得到SSCP凝胶DNA谱带,最后,对其进行分析,采用的方法为银染法、荧光的检测技术;第二,PCR―DGGE技术,对于检测的环境,首先将样本基本组DNA提取出来,接着利用PCR扩增技术进行扩增,随后,将DNA谱带经过电泳后形成,最后,利用此项技术进行割带回收工作,将微生物的种属准确的确定;第三,PCR―RFLP技术,与前两种技术不同,此种技术在进行DNA谱带切割时,利用限制性核酸内切酶,通过与某段DNA识别序列相结合,实现最终的切割工作。

(二)PCR的测序技术

通过分子生物技术的分离,微生物环境中会出现新的群体或者生命特征,这时,就需要对新的群体或者生命特征进行类别鉴定工作,为了准确的识别,就需要相应的技术提供支持,分子生物技术中的PCR测序技术恰好可以应用在此,在进行测序工作时,此项技术依赖于转DNA,这是因为转DNA具备的稳定性是比较好的,同时,在所有的生物序列中,同源性是一个显著的特征,基于此,在对新的群体或生命特征进行研究时,具备比较好的研究效果。

(三)基因探针测试技术

所谓基因探针,是指一个单链DN段,不过,此片段具备特异性。在对微生物环境进行检测时,首要的工作就是样品的选取,样品选取完成之后,通过解链以及相应的原理,对样品进行分析。在利用基因探针进行测试时,需要进行标记工作,这样一来,即使经过杂交之后,对比工作也可以顺利的展开。近年来,基因探针测试技术所具备的应用范围越来越广,在环境工程微生物领域中将会起到非常重要的作用。

二、分子生物技术在环境工程微生物领域中的应用

(一)检测环境中的致病菌和指示微生物

在环境中,致病菌是一定存在的,近年来,随着空气污染的加剧,致病菌的数量不断地增多,通过空气、水、土壤等介质的传播,导致人类患上各种疾病,比如2003年的SARS,进而产生非常严重的影响。在环境工程中,污水处理完成之后,在进行指示微生物时,通过大肠杆菌来实现。在不同的环境中,微生物的多样性和种群是不相同的,为了对其进行分析,采用了PCR―DGGE技术与16SrRNA基因相结合的办法,分析结果表明,在传统的微生物培养中,很多微生物种群是无法进行检测的,对此,应用了PCR扩增技术,再次进行检测,这样一来,检测的效果得到显著地提升,同时,所需的检测时间也比较短。

(二)分析环境工程微生物种群的多样性和丰度

一般说来,微生物会生存在污泥、生物膜、土壤等物质中,而且生存的数量是非常多的。在对微生物种群的多样性进行分析时,同样应用了分子生物技术,首先,对地下水微生物进行收集,同时,在陶瓷表面上让其形成生物膜,通过PCR-SSCP技术,将微生物种群的多样性分析出来;其次,对微生物种群的结构进行分析,分析时,应用了测序技术,并通过16SrRNA的抽取来完成。通过分子生物技术的应用,有效的对生物膜、污泥等物质的微生物种群多样性和丰度进行了分析,在定性检测与定量检测充分结合之后,有效的支持了分析的结果。

(三)培养环境工程功能微生物

随着化学工程的发展,化学工程也逐渐的实现了现代化,在进行有机化合物的合成时,复杂程度提升,同时,排入环境的物质可降解性越来越差,这样一来,环境中的微生物就无法实现有效降解,进而对环境造成污染。为了避免环境污染的发生,提升微生物的降解能力,应用了DNA印迹技术,同时,通过分子生物技术的应用,进行了微生物的培养,培养出来的微生物具备环境工程功能,能够有效且快速的实现降解,进而有效的保护环境。

结论:分子生物技术是一项先进的技术,通过分子生物技术,能够有效地对环境中的微生物属性进行测试,基于此,在环境工程微生物领域中,大力的应用了分子生物技术,不过,由于分析生物技术应用的普及程度比较差,进而导致应用中还存在一定的问题,因此,就必须要加大对分子生物技术在环境工程微生物学领域的研究力度,从而有效地提升应用的效果,加强对环境的检测,降低环境污染。在分子生物技术不断成熟的过程中,其应用范围会变得越来越广,与此同时,环境工程微生物领域也必然会产生革命性的变化。

参考文献

[1]于洁,冯裕解玉红等.PCR-DGGE技术及其在环境微生物领域中的应用[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2010,12(06):227-234.

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