应用PCR-DGGE研究饮用水中微生物的多样性.pdfVIP

应用PCR--DGGE研究饮用水中微生物的多样性木 天津大学环境科学与工程学院 吴卿赵新华 摘要：变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)在微生物生态学领域有着广泛的应用。应用冻 融法直接提取不同饮用水水样微生物基因组DNA，选择细菌通用性引物EUBf哪GC和 EUBrI 目且分离效果较好的电泳条带。结果说明，DGGE能够对饮用水样品中的不同微生物的 16SrRNA基因的DNA扩增片段进行分离。从南北方两个城市水样微生物组成来看，优势菌 群基本一致，但南方某市的饮用水微生物学水质明显好于北方某市。通过特异片段回收及 测序分析可以获得饮用水微生物组成的详细信患，进而为保障饮用水的微生物学水质安全 提供可靠的信息。 关键词：饮用水；变性梯度凝胶电泳(DGGE)；16SrRNA；微生物多样性 1．引盲 控制饮用水的微生物学水质是很重要的，由于微生物可以在饮用水中存活并繁殖扩 散，其造成了饮用水的微生物或病原菌污染。及时准确的为控制饮用水微生物学水质提供 充分可靠的信息是很必要的。饮用水中微生物的鉴定对于在突发事件时分析判断产生有害 产物的原因很重要。这样的微生物信息对于产物或过程的微生物污染源也是很重要的。越 来越多的研究表明，饮用水样品中只有不到1％的微生物可经实验室培养n3。因此，用传 统培养方法研究微生物群落，不能反映环境的真实情况。 近来，一些分子生物学的方法已经应用于自然状态的样品的研究中瞳’3’引。这些分子生 物学技术无需对微生物进行分离即可鉴定微生物的多样性，特别是变性梯度凝胶电泳 (DGGE，denaturinggradient gel +国家“十五”重大科技专项(2002AA601120)；天津市科技发展计划项目(033113111) ．181。 16SrRNA基因的功能一直没有变化，具有包含信息量较多、存在范围广等特点，使 16SrRNA的研究得到广泛关注，以rRNA序列作为区分微生物的原则己得到普遍承认啼3，并 被广泛地应用于进化、形态和生态研究∞1。在利用DGGE进行微生物多样性研究中，关键在 16SrRNA基因的特异PCR扩增，并利用DGGE对扩增片段进行电泳分析，具有相同大小但不 同碱基序列的DNA片段可以被分离开来。这些方法近来被引入分子微生物生态领域，用以 研究自然状态的微生物群体的遗传的多样性和确定群体成员的系统发生关系。 自1993年Muzyer，首次将该方法用于微生物生态的研究以来，在国外一直得到比较 广泛的应用。国内已见有关该方法在DNA突变和PCR克隆突变率检测中的应用，但在微生 物生态学方面的研究还处于初步探索阶段，而将该方法应用于饮用水中微生物组成多样性 的研究还未见相关报道。 本研究应用DCGE法对北方某市市区饮用水配水管网中选定的9个点和南方某市市区 饮用水配水管网中7个点所取水样进行分析，对各个监测点采集水样中的细菌多样性进行 了初步研究。本研究表明PCR--DGGE方法可以用于饮用水中微生物群体组成的研究，通过 特异片段回收及测序分析可以获得饮用水微生物组成的详细信息，进而为保障饮用水的微 生物学水质安全提供可靠的信息。 2．材料与方法 2．1水样的采集 本研究涉及两个实验小区，在北方某市实验小区共选取9个取样点，其中包括管网入 口点、沿程点和末梢点，取样时间为2004年5—6月，每天取样一次。南方某市实验小区 共选取7个取样点包括管网沿程点、小区入口点及管网末梢点，取样时间为2004年1叫 月，每周取样一次。 取样均按照标准方法进行，水样采集后尽快送回实验室进行实验，按照国家标准方法 对水样进行测定订1。 2．2实验仪器 吴卿(1976一)，女，天津大学环境科学与工程学院环境工程系博士研究生主要从事安全供水方面的研究 电话：022O)Emait：wuq_molgen@163．eom ～182～ 实验用PCR仪为德国Eppendorf 5810R 5331型梯度PCR仪、离心机为德国Eppendorf 高速离心机，电泳仪为美国CBS公司水平及DGGE电泳仪，抽滤装置为Pall真空抽滤系统。 总