浅谈PCR技术在环境监测中应用.docVIP

浅谈PCR技术在环境监测中应用 　　摘 要：PCR技术的研发，以其特有的迅速、省时、灵敏等特点，广泛应于生命科学、医疗、微生物监测等领域，近年来随着PCR技术应用的发展，尤其对日趋恶化的生态环境，对大气、土壤、水等方面的环境监测发挥着越来越重要的作用。 　　关键词：PCR；环境监测；大气监测 　　中图分类号：X83 文献标识码：A 　　 　　引言 　　经济飞速发展催生的环境污染，已成为全球问题。其严重威胁人类与其他生物的生存，致使某些物种的地域分布发生转变，相关遗传特征发生变异。为了有效控制环境变化，分子监测技术应运而生了，其作用于生态学的污染机理展开监测，近年来获得了一定的成绩。由此，PCR(Polymerase Chain Reaction)技术，因其迅速、灵敏、便捷特点，成为环境监测关注的焦点。 　　1 PCR技术概念 　　聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction），简称PCR。PCR又称作特异性DNA序列体外引物定向酶或是无细胞分子克隆扩增技术，几乎成为现代分子生物学实验工作的整个基础，其为分子生物学里的重要技术。PCR技术令微量核酸序列的操作变得便捷省时，并且能够让核酸的研究方面脱离活体生物。它的发明为分子生物学的历史性革命，对分子生物学与生物技术产业皆发挥巨大的推动作用。 　　2 PCR技术在环境监测中的应用 　　2.1大气监测 　　气体环境里病原体测检与防治因气体流动性特点变得极其困难。Tbomson将人体脑垂体置放于含有固体颗粒物及过量O3的空气内4h，然后以PCR对暴露的脑垂体基因水平展开检测，通过空气质量的间接检测，来说明单一及混合污染物对健康的危害。Eefke W ee sen do rp等对有猪瘟的猪进行气体采样，以RT - PCR技术验明空气传播为猪瘟传染的关键途径，为预防猪瘟给予参考。据相关资料显示，导致脑血管疾病的致病因素中空气污染是其中的一个重要方面。陈维田等对空气军团菌与空调冷却塔水采取PCR技术展开测定，经实地的空气测定与人工气溶胶化的实验显示，以PCR对空气的检测只需6h～1d。杨庆宇等以PCR -DGGE法对生物塔里微生物的多样性进行检测的结果，能对环境状况进行真实反映。 　　2.2土壤监测 　　微生物分子生态学初期，采取DGGE／TGGE法，一般DGGE／TGGE结合PCR对环境土壤展开监测，掌握微生物群的结构与变化。对土壤内的微生物样品的总DNA进行提取，经PCR法扩增产物展开DGGE /TGGE的凝胶电泳研究，对DGGE /TGGE的图谱带型变化进行观察。随之对土壤内微生物分子生态学持续的深入研究，采取PCR与DGGE／TGGE和种系分析及克隆测序法结合联用，对土壤的样品展开分析，从而促进土壤微生物的分子生态学深入发展。 　　Ahn C等以LH - PCR法对湿地里菌群结构、对P元素迁移及存储的作用进行了分析。结果表明含磷量的增加能对土壤菌群的结构产生影响，改变土壤菌群结构，降低土壤里的微生物的多样化。Michihiko Sakurai等将PCR-DGGE法用在土壤里分解蛋白酶细菌群落分析上，以判决定无机与有机肥对植物根系周边土壤里蛋白酶的活性作用。结果有机肥土壤里蛋白酶活性显著＞无机肥土壤，根系附近＞周边。此研究结果表明，蛋白酶细菌群落因构成的差异，对土壤整体的蛋白酶活性起关键作用。Vaini等将由516种孤立的菌群落里采集的16SrDNA，经PCR扩增而展开测序，对活性污泥里微生物的群落的结构检测。AhnC等正埋头对菌群构成和含磷率间的关系展开研究，希望为处理湿地提供最佳含磷率的科学合理的数据。张晶等应用PCR-DGGE的指纹图谱法，对土壤表层与亚表层的固氮细菌种群在长期进行有机污水灌溉中对其数量与多样化的作用进行了比较。最终研究结果显示，土壤表层的固氮细菌数量将伴随土壤污染的提高而相对降低，而土壤亚表层的自生固氮菌的数量则未见显著变化，显而易见，令土壤生态和结构功能转变的关键因素为污水灌溉。 　　经上述研究，PCR法在土壤微生物的检测前景应用广泛。与DGGE／TGGE法相结合的PCR，是利用分子系统发育研究和现代分子微生物学作基础的生态学的研究手段，已然成为了当下微生物群落结构省时迅捷的分析技术。 　　2.3水的监测 　　大量研究资料显示，PCR在水环境的微生物检测中，技术种类更全面、检测范围最广。近年，化学性引起的内分泌干扰物对人类危害受到了广泛关注，V lam ing等人采取实时定量的RT-PCT技术对表层水样内雌激素含量进行监测，113个样品里含有雌性内分泌干扰物为5%。检测水体内的病原微生物，Sinon Toze发现PCR技术较普遍应用的细菌指标法要省时，缘于90%以上的水中病原体皆能扩增核酸，即便于浓度非