超声波破碎法提取活性污泥DNA及其DGGE分析

第40卷第4期2008年4月哈尔滨工业大学学报JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYVol140No14Apr.2008超声波破碎法提取活性污泥DNA及其DGGE分析万晶晶,张汝嘉,邢德峰,谢天卉,赵丽华,任南琪(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨150090,E2mail:wjj_1984_1999@126.com)摘要:为快速提取活性污泥中的微生物DNA,进一步应用于变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析其群落结构,采用细胞超声波破碎法直接提取反应器活性污泥DNA,以16SrRNAV3区域通用引物进行PCR扩增,随后利用DGGE技术对扩增产物的多样性进行评估.结果表明,超声波破碎法可以快速地提取活性污泥DNA,用超声波破碎法提取到的活性污泥克服了PCR扩增困难的问题.在一定的超声波功率下,超声时间对DNA产率、PCR扩增效率和DGGE分析均有很大影响,实验的最佳超声时间为27s.DGGE分析表明,用该法提取到的DNA种类较为丰富,多样性较好,种群强度最高能达到017OD,能够进一步应用于群落结构分析.关键词:超声波破碎法;活性污泥;DNA提取;PCR;变性梯度凝胶电泳(DGGE)中图分类号:Q93811文献标识码:A文章编号:0367-6234(2008)04-0559-04DNAextractionofactivatedsludgebyultrasonicfragmentationforDGGEanalysesWANJing2jing,ZHANGRu2jia,XINGDe2feng,XIETian2hui,ZHAOLi2hua,RENNan2qi(SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China,E2mail:wjj_1984_1999@126.com)Abstract:InordertoquicklyextractthemicrobialDNAfromtheactivatedsludgeandapplyitsubsequentlyincommunityanalysesbyusingdenaturegradientgelelectrophoresis(DGGE)technology,DNAoftheactivatedsludgefromreactorswasdirectlyextractedbyultrasonicfragmentation,and16SrRNAgeneswereamplifiedwithapairofuniversalprimersofthe16SrRNAV3regionbypolymerasechainreaction(PCR).Thediversi2tyoftheamplificationproductswasevaluatedbyDGGE.TheresultsindicatethatultrasonicfragmentationcanextractDNAfromactivatedsludgequicklyandthesludgeextractedbyultrasonicfragmentationovercomesthedifficultyofPCRamplification.UltrasonictimehasobviousinfluenceonDNAyield,PCRamplificationeffi2ciencyandDGGEprofilesunderconstantpowerandthebesttimeis27seconds.DGGEanalysisindicatesthattheDNAfromtheactivatedsludgehashighpopulationdiversitywiththehighestintensityof017OD,andhasfurtherapplicationinthecommunityanalyses.Keywords:ultrasonicfragmentation;activatedsludge;DNAextraction;PCR;denaturinggradientgelelec2trophoresis(DGGE)收稿日期:2006-04-11.基金项目:国家自然科学基金资助项目(30470054).作者简介:万晶晶(1984—),男,硕士研究生;任南琪(1959—),男,教授,博士生导师,长江学者特聘教授.变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术是目前微生物群落结构和动态监测最为有效的工具之一[1].在利用DGGE分析污泥微生物群落结构时,需要对其所有环节进行优化.其中,能否准确有效地提取出污泥的