【摘 要】當(dāng)前我國的水資源數(shù)量不斷減少，質(zhì)量也在不斷的下降，為了緩解水資源的現(xiàn)狀，相關(guān)的研究人員也在對污水處理微生物檢測技術(shù)上下了很大的功夫，這些技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使得我國的污水處理和檢測工作有了一定的進展，其中，分子生物學(xué)技術(shù)就是其中之一，本文主要分析了分子生物學(xué)技術(shù)在污水處理微生物檢測中的應(yīng)用，以供參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】污水生物處理；分子生物學(xué)技術(shù)；微生物群落分析

0.引言

傳統(tǒng)的生物法在污水處理和微生物檢測方面都存在著非常大的不足，傳統(tǒng)的方法只可以培養(yǎng)十分之一左右的微生物，但是活性污泥當(dāng)中所生存的細菌群落不是所有的都適合使用培養(yǎng)的方法對其進行詳細的分析，同時其也不能很好的揭示生物反應(yīng)器當(dāng)中的變化和其所能傳遞出的信息，而使用分子生物學(xué)技術(shù)就可以很好的避免這些問題和不足，所以我們必須要對其予以高度的重視。

1.限制性片段長度多態(tài)性分析

在對限制性片段長度進行多態(tài)性分析的時候，DNA慧聰混合微生物群落當(dāng)中被順利的提取出來，通過詳細的分析可以提供一些比較有價值的群落基因指紋信息，在這一過程中可以充分的利用限制性酶切之后DNA片段大小的不同特征將其分離，這種方法在應(yīng)用過程中具有非常明顯的優(yōu)點，它不需要放射性標記的探針雜交流程就可以非常清晰的觀察到整個過程中所產(chǎn)生的結(jié)果。

2.寡核苷酸探針技術(shù)

寡核苷酸或者是核算探針的方法借助分析和列舉群落當(dāng)中微生物的遺傳信息來展現(xiàn)群落自身的結(jié)構(gòu)，其主要的原理就是特定的微生物在DNA和RNA當(dāng)中的裴烈順序是不同的，而在實際的檢驗檢測工作中針對群落的RNA進行寡核苷酸探針是非常直接的一種方式，一般情況下探針的堿基序列和目標細胞RNA上的某一個區(qū)域是存在著非常強的互補關(guān)系的，同時在這一過程中還要對檢測的環(huán)境和條件予以嚴格的控制，這樣就可以使得探針DNA個目標細胞中的RNA能夠得到緊密的固定，如果RNA被固定之后就可以將沒有雜交的探針沖洗的非常的干凈，在實際的工作中，工作人員只要對雜交探針的數(shù)目予以確認就可以確定RNA是否存在，如果存在，其數(shù)量大致是多少。

寡核苷酸雜交作用一般可以通過兩種方法進行對比，一種方法是狹線印跡法，這種方法相對比較傳統(tǒng)，它主要是要將RNA從樣品當(dāng)中提取出來，當(dāng)前我們經(jīng)常用的方法是不需要提取RNA就可以實現(xiàn)同樣功能的熒光原位雜交。

熒光原位雜交是將分子生物學(xué)技術(shù)的精確性和顯微鏡的可視性有機的結(jié)合在一起，這樣就可以充分的在非常自然的微生物檢測當(dāng)中對不同類型的微生物進行鑒定，同時還可以對污水處理過程中污水所含的微生物數(shù)量以及空間分布等重要的信息予以顯現(xiàn)，這項技術(shù)的主要工作原理就是要通過開通雜交探針的熒光信號來對核酸序列進行檢測。，所以這種方法和傳統(tǒng)的方法相比有著非常大的優(yōu)勢，得到了較為廣泛的應(yīng)用。

寡核苷酸技術(shù)在應(yīng)用過程中所展現(xiàn)出的一個最大的特點就是它能夠?qū)⑻结樤O(shè)計的特異性充分的顯示出來，這樣一來就可以獲得群落自身的結(jié)構(gòu)信息，但是這種檢測方式的準確性實際上和探針的特異性有著非常密切的關(guān)聯(lián)，所以在這一過程中，我們一定要對探針的設(shè)計工作予以高度的重視。針對那些沒有經(jīng)過培養(yǎng)的細菌，我們首先需要采用雜交的方式對其進行鑒定，這樣就可以知道探針是否足夠合理。此外在這種方法應(yīng)用的過程中還存在的一個非常重要的問題就是會出現(xiàn)假陽性結(jié)果，因為微生物在生長的過程中會產(chǎn)生一定的熒光作用，這樣一來就會對檢測的結(jié)果形成非常大的干擾，同時環(huán)境樣品當(dāng)中的殘留物也會使得整個分析過程變得更加的復(fù)雜，因此在檢測位置混合菌群的時候，一定要采取有效的措施來避免自身背景熒光的干擾，這樣也就減少了假陽性出現(xiàn)的幾率。

最近幾年，很多檢測技術(shù)都得到了相對比較廣泛的應(yīng)用，同時在很多領(lǐng)域都收到了很好的應(yīng)用效果，其中FISH技術(shù)和其他技術(shù)也在不斷的融合，這也對環(huán)境微生物學(xué)研究工作提供了非常好的條件，這種技術(shù)上的融合也使得圖像更加的清晰，檢測結(jié)果也更加的準確。

3.DNA生物傳感器

生物傳感器設(shè)計的理論基礎(chǔ)是固定化生物層與目標污染物之間的專一性作用.基于生物催化和免疫原理的生物傳感器在環(huán)境領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用盡管以核酸探針為敏感元件的傳感器在環(huán)境檢測中的應(yīng)用尚處于起步階段，但分子生物學(xué)與生物技術(shù)的發(fā)展為研究DNA生物傳感器提供了可能.核酸雜交生物傳感器的理論基礎(chǔ)是DNA堿基配對原理，其高度專一性的DNA雜交反應(yīng)與高靈敏度的電化學(xué)檢測器相結(jié)合形成的DNA雜交生物傳感器除了可用于微生物的核酸序列分析、微量污染物的檢測外，還可用于研究污染物與DNA之間的相互作用，為解釋污染物毒性作用機理提供了可能。

研究人員開發(fā)了電化學(xué)DNA傳感器進行水體中aromaticamines的檢測；還有一些人開發(fā)出了DNA雜交生物傳感器并用于環(huán)境樣品的微生物檢測，如水體中病原菌Cryptosporidium的測定等.這類傳感器的研究包括核酸探針固定化的優(yōu)化、雜交反應(yīng)條件、指示劑的結(jié)合與檢測等.雜交過程并不是一個簡單的在液相中探針與DNA片段按堿基配對規(guī)則形成雙鏈的反應(yīng).影響雜交的因素很多，特別要注意影響雜交反應(yīng)動力學(xué)和效率的因素，包括雜交時間、離子強度、探針長度、序列和雜交溫度等，以保證其高度專一性和靈敏度。

4.DNA重組技術(shù)

20世紀70年代初，限制性核酸內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)為DNA重組技術(shù)的建立揭開序幕.DNA重組技術(shù)的實質(zhì)是，將兩個或多個單獨的DNA片段連接起來產(chǎn)生一個能在特定宿主中自主復(fù)制的DNA分子.其基本程序是：外源DNA的獲得；選擇載體并進行處理；將目的DNA片段和處理后的載體連接；將連接產(chǎn)物導(dǎo)入合適的宿主細胞內(nèi)，使重組DNA分子在宿主細胞內(nèi)復(fù)制擴增；將轉(zhuǎn)化菌落在平板培養(yǎng)基上培養(yǎng)成單個菌落，篩選獲得含有重組DNA的陽性克隆.在廢水的處理過程中僅靠分離和篩選的功能性微生物是不夠的.如上所述，在混合的微生物群體中篩選特定的微生物菌種時往往得不到預(yù)期的結(jié)果；特定的微生物可能難以培養(yǎng)，從而無法應(yīng)用到實際的生物反應(yīng)器中；人類排放到環(huán)境中的污染物越來越復(fù)雜且難以處理.因此，有必要通過基因工程技術(shù)并根據(jù)具體的需要構(gòu)建有效的基因工程菌或培育出可高效降解復(fù)雜多樣的有害污染物的細菌來解決以上的問題。

指示菌在廢水的微生物動態(tài)檢測中具有重要意義.由于指示菌具有較高的存活力且對環(huán)境中特定物質(zhì)的變化比較敏感，所以采用指示菌可以迅速、明確地反映污水中成分的改變情況.運用分子生物學(xué)技術(shù)中的基因重組技術(shù)可以把特定的基因整合到某些微生物的基因組中，再把這些基因工程菌釋放到特定環(huán)境中，從而達到對環(huán)境進行監(jiān)測的目的.必須明確的是，作為指示菌的基因工程菌至少應(yīng)具有如下特點：含有易于被擴增、檢測和定量的外源基因；在特定環(huán)境中具有較高的存活力；對環(huán)境中特定物質(zhì)的變化比較敏感。研究人員把一種單胞菌進行基因工程處理，使其包含甘露醇冠癭堿分解代謝的基因，通過在冰草氨酸和甘露氨酸中生長，這些微生物可以從環(huán)境樣品中提取出來，對菌株構(gòu)建時產(chǎn)生的融合區(qū)域進行PCR擴增，就可以進行靈敏的特異性檢測。

5.結(jié)語

在上個世紀的80年代，一DNA序列和相關(guān)結(jié)構(gòu)基因為主要研究內(nèi)容的分子生物學(xué)技術(shù)已經(jīng)逐漸的走出了初步發(fā)展的階段，同時在整個世界范圍都得到了非常廣泛的普及，環(huán)境工程學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)方面也有了很大的進步，分子生物學(xué)在這一過程中也在和許多其他的技術(shù)不斷的融合，這也使得這項技術(shù)在污水處理微生物方面發(fā)揮了更大的作用。

【參考文獻】

[1]徐銳，曾瑋，溫康文.高鹽污水生物處理技術(shù)淺探[J].廣東化工，2008（11）.

[2]郝曉地，朱景義，曹秀芹，曹亞莉.污水生物處理系統(tǒng)細菌衰減特征的實驗研究[J].環(huán)境科學(xué)，2008（11）.