PCR_DGGE在废水生物处理技术中的应用.pdf

2010 年第 3 期 重庆三峡学院学报 No.3.2010 第26 卷（125 期） JOURNAL OF CHONGQING THREE GORGES UNIVERSITY Vol.26 No.125 PCR-DGGE 在废水生物处理技术中的应用 熊 毅１ 赵 璟２ 赵 鑫３ （1.重庆市设计院，重庆 400015） （2.中国石油天然气管道工程有限公司天津分公司，天津 300280） （3.大港油田滩海开发公司，天津 300280） 摘 要：本文围绕分子生物学技术中的 PCR-DGGE技术，介绍了 PCR-DGGE的技术优缺点，并 结合当前的废水处理新技术，尤其是在新型脱氮工艺方面的应用进行综述，并对未来废水生物处 理中 PCR-DGGE的应用进行了展望． 关键词：PCR-DGGE；废水生物处理；新型脱氮工艺 中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：1009-8135（2010）03-0097-05 1 引 言 作为一门现代生物学，分子生物学（Molecular Biology ）是在生物化学与遗传学、微生物学、细胞学、 生物物理学等学科相结合的基础上发展起来的崭新学科．它将研究对象主要集中于细胞大分子—蛋白质与 核酸，通过研究生物大分子之间相互关系和作用，从分子水平上对生物体的多种生命现象进行研究．分子 生物学技术不仅节省了传统培养方法的时间，避免了经典微生物技术在多样性研究中的局限性以及由此引 起的种群丢失、种群结构不清等弊病，提高了检测的灵敏度，也可以更可靠、更直接地反映微生物多样性 在生态系中原始构成情况，而且它们的运用能对环境样品中的微生物进行原位观察，充分反映样品中原有 的微生物组成情况，能有效、快速地得到环境样品的微生物信息．随着时间的推移，分子生物学技术越来 越成熟，特异性越来越强，如今已能检测特定微生物群落的动态变化和活性． 废水生物处理技术研究中分子生物学检测技术的应用始于1990 年代中期，主要采用的检测技术包括荧 光原位杂交技术（Fluorescent In Situ Hybridazation ，FISH ）、多聚酶链式反应（Polymerase Chain Reaction ， PCR ）、变性梯度凝胶电泳（Denaturing Gradient Gel Electrophoresis，DGGE ）、DNA 测序及序列分析等．文 章针对目前在废水生物处理微生物检测中通常采用的 PCR-DGGE 检测技术优缺点及其在废水处理新工艺 中的应用进行述评，以期对该技术在废水生物处理中的实用价值有全面深入的了解． 2 PCR-DGGE 技术的优缺点 2.1 PCR-DGGE 方法的优点 PCR-DGGE 的结合是目前进行微生物鉴定、原位观测中最为有效也是广泛采用的方法，主要优点有以 下几个方面：[1] 收稿日期：2009-12-19 作者简介：熊 毅（1977-），男，湖南益阳人，工程师，硕士研究生，主要从事市政设计工作． -97- 熊 毅 赵 璟 赵 鑫：PCR-DGGE在废水生物处理技术中的应用 1）不需要培养直接从所研究的样品中抽提总 条带，每个条带可能来自不同的微生物． DNA，然后对16S rRNA 的可变区进行PCR 扩增， 6 ）与其它方法结合 扩增产物通过变性梯度凝胶电泳（DGGE ）进行分 DGGE 可以和许多方法结合，从而全面认识微 析，能检测到难以培养或不能培养的微生物，发现 生态的组成、优势菌群等．实际上，这种结合起来 一些原来没有检测到的新的微生物种 的方法目前被认为是研究环境微生物真正的系统发 类．PCR-DGGE 基本工作流程见图1．