磷脂脂肪酸PLFAs)谱图分析技术在微生物生态研究中的应用.pdfVIP

2009年第8期 专题研究 A 磷脂脂肪酸(PLF s)．．图分析技术 在微生物生态研究中的应用 一刘炎韩增民 摘要：文章综述了磷脂脂肪酸谱图分析法在微生物生态研究中的应用，包括估算微生物生物量、确定群落结构、指示特定微生 物，指示生理和营养状况等，并指出此种方法存在的问题及改进方法． 关键词：磷脂脂肪酸；谱图分析法；微生物生态；研究：应用 1．磷脂脂肪酸(PLFAs)谱图分析技术概述 生物细胞的数量或生物量。微生物生物量的估算中采用的 acids)谱图分析平均转换因子通常以喁嘞ite口瞎给出的转换因子为基础，转 PLFAs(磷脂脂肪酸，phosphohpidsfatty 方法的原理是基于磷脂——几乎是所有生物细胞膜的重要 2x104—5．9xlo．个细胞。 换}14子的范围在每pmol 组成部分，细胞中磷脂的含量在自然条件下(正常的生理条 (2)指示微生物群落组成和指示特定微生物。 件下)恒定【Il，其长链脂肪酸的形式——磷脂脂肪酸PLFAs PLFA分子中的首官能刚和侧链中通常隐含着样品中 可作为微生物群落的标记物。此外，磷脂不能作为细胞的贮 微生物的类型信息，在微生物群落组成的确定方面有很大 存物质，在细胞死亡后将很快降解(厌氧条件下约需2d，而 的实用价值。根据PLFA分子结构的特点确定某类型微生物 好氧条件下约需12—16d)m，可代表微生物群落中“存活”的的假设是：该类型微生物的所有个体均含有这种PLFA，而 那部分群体阁。 其他类型的微生物则没有。然而，不同类型的微生物在 PLFA上是有重叠的。解决该问题的途径就是结合数学统计 wh沁和Findlay伫t31于20世纪70年代末、80年代初发 展了PLFAs谱图分析技术，最先提取PLFAs对河口沉积物 方法进行校正，如主成分分析法14l、逐步判别分析嘲和层次聚 中微生物群落进行定量分析，成功克服了传统微生物培养 类分析161等。 及计数方法的缺点。用PLFAs方法定量分析微生物群落的 微生物群落结构决定了其特定生化过程能否发生，由 生物量和群落结构不需要进行微生物纯化培养，美国的MI— 于不同微生物的酶系不同，致使个别生物体特定脂肪酸在 DI公司已经将这一技术商品化，庞大的数据库基本上涵盖 遗传上已被确定下来。因此，对某些微生物来说，其特定 了常见微生物的特征PLFA谱，而且在购得某一菌种的特征PLFAs唯—栅。在现有的关于微生物群落的研究中，PLFAs一 PLFA样本后，对仪器的要求也从原来的GC—MS降低为只般能定性的粗略区分革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、好氧细 要GC即可描述种群结构并对某些特征菌属进行知识鉴定。 菌、厌氧细菌、原生动物、放线菌及真菌等。但是还很少能用 依靠脂肪酸谱图定量描述整个微生物群落，是一种快捷、可 来定量指示特定种属的微生物。目前，只有少数几种PLFA 靠的检测方法。 生物标志物可以确指某些种属的细菌，如硫酸盐还原细菌。 2．国内外应用研究进展 PLFA还可用来指示原生动物的存在。碳数小于19的 在微生物生态学研究中，磷脂脂肪酸(PLFAs)通常被用 来估算微生物生物量、确定群落结构、指示特定微生物、指 型标志物ISl。Fan—等在KC一135含水层中检测到低浓度的 示生理和营养状况等。 18：2∞6多不饱和脂肪酸，指示着原生动物、真菌和藻类在 (1)估算微生物量。