荧光原位杂交技术在环境微生物生态学解析中的应用研究-孙寓姣

荧光原位杂交技术在环境微生物生态学解析中的应用研究孙寓姣1,2王勇1黄霞1(1.清华大学环境科学与工程系,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100084;2.哈尔滨工业大学环境生物技术研究中心,哈尔滨150090)摘要近年来,诸多国家在环境微生物领域先后开展了分子生物学研究方法的建立和生物学评价工作。一些不依靠纯培养的微生物群落的分析方法已得到广泛应用和发展。荧光原位杂交(FISH)技术,具有细胞在测定过程中不被破坏、形状不改变、特异性强、能够真实反映在自然环境下微生物的情况及分布等特点,在环境微生物群落探测分析中已逐渐被广泛应用。该技术利用带有荧光标记的特异性寡核苷酸探针,与细胞内相应的靶核糖体结合,能将微生物探测、鉴定到属和种的水平。运用于硝化细菌、除磷细菌和丝状微生物等废水处理中常见的特征性微生物种群和群落生态学研究中,颇为高效。该技术的应用避免了传统培养方法进行鉴定和计数的局限性,在环境微生物生态学解析中具有较高应用价值。关键词分子生物学荧光原位杂交寡核苷酸探针环境微生物微生物生态学ApplicationoffluorescenceinsituhybridizationinanalysisofenvironmentalmicrobialecologySunYujiao1,2WangYong1HuangXia1(1.EnvironmentalSimulationandPollutionControlStateKeyJointLaboratory,DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084;2.EnvironmentalBiotechnologyResearchOffice,HarbinIndustryUniversity,Harbin150090)AbstractRecently,molecularbiologymethodsareestablishedandbiologyevaluationarecarriedoutinenvironmentalmicrobiologyfieldinmanycountries.Somemethodstoanalysemicrobiologicalcommunitywithouttraditionalculture-basedmethodsareusedextensively.Fluorescenceinsituhybridization(FISH)technologycanexactlyreflectthenaturalcolonialmorphologyofculturableandunculturableorganisms.InFISHmethod,especialprobesareusedtohybridizewithtargetedrRNAincells,andtheexactidentificationofbacteriacanbeattainedtogenusandspecieslevel.Nitrifyingbacteriumprobes,phosphate-removingbac-teriumprobes,andfilamentousbacteriumprobesareoftenusedinmicrobiologymorphology,count,spatialdistributionstudies.FISHtechnologyavoidsthelocalizationofbacterialtraditionalculture-basedmethods,andhasagreatpotentialinenvironmentalmicrobialecologyanalysis.Keywordsmolecularbiology;fluorescentinsituhybridization(FISH);oligonucleotideprobes;envi-ronmentalmicroorganism;microbialecology资助项目:国家“863”高技术研究发展计划项目(2002AA601220)收稿日期:2003-08-22;修订日期:2003-10-09作者简介:孙寓姣(1975～),女,博士研究生,主要从事环境微生态学研究。E-mail:w-yong02@mail.tsinghua.edu.cn在传统微生物学研究中,对于自然环境内微生物的认识和了解主要基于常规的培养基培养方法,如显微计数法、活菌计数法(CFU法)和最大可能数法(MPN法)等等。但是通过研究,人们逐步认识到,自然环境中绝大多数(99%以上)的微生物种类是不能通过人工培养获得的[