蔡博瑩

（河南師范大學 河南新鄉(xiāng) 453000）

現(xiàn)代生物化學與分子生物學研究技術在植物微生物生態(tài)學中的應用

蔡博瑩

（河南師范大學 河南新鄉(xiāng) 453000）

隨著生物學的不斷發(fā)展、進步，植物微生物生態(tài)學也日益受到研究者的關注，這是因為微生物系統(tǒng)會影響人們生活的生態(tài)環(huán)境，而世界各國都在致力于保護人類生活的環(huán)境。所以植物微生物生態(tài)系統(tǒng)的研究是一件必不可少的工作。而植物微生物生態(tài)學的研究依賴于現(xiàn)代生物化學和分子生物學所提供的技術。本文淺要分析這兩項生物技術給植物微生物生態(tài)學的研究提供的一些科學方法，以及分析該研究發(fā)展方向。

現(xiàn)代生物化學 分子生物學 植物微生物生態(tài)學

1 前言

隨著生態(tài)環(huán)境問題得到更多的關注、生物學的發(fā)展，植物微生物生態(tài)學也獲得快速發(fā)展。而且傳統(tǒng)的研究微生物系統(tǒng)的技術已經(jīng)無法滿足研究者對其的探索要求，這就要求使用更加先進的研究技術來輔助研究者對微生物系統(tǒng)的探索。現(xiàn)代生物化學和分子生物學的發(fā)展，能夠解決傳統(tǒng)技術對研究帶來的困難問題，為研究者提取、分析微生物系統(tǒng)提供了可靠的研究工具；為植物微生物生態(tài)學的健康發(fā)展提供了技術支持。

2 植物微生物生態(tài)學的研究內(nèi)容

植物微生物生態(tài)學研究方向是探索植物體內(nèi)微生物種類、微生物系統(tǒng)的生理狀態(tài)、基因特點，重點分析植物中生活的微生物是由什么組成的、具備什么功能、其的進化動態(tài)方向，以及一個微生物群內(nèi)部之間的生存關系和微生物群與植物寄主間有什么樣的生存模式。根據(jù)現(xiàn)有的微生物生態(tài)學的研究成果得知，植物的根、莖等細胞內(nèi)有很多的微生物，其與植物間有互利互惠的關系。所以研究微生物生態(tài)系統(tǒng)對這門學科具有很高研究價值。

3 現(xiàn)代生物化學和分子生物學所提供的研究技術

植物微生物生態(tài)學是生物學的一個分支，其的研究可以利用現(xiàn)有的先進技術，輔助自身的研究。而且微生物生態(tài)學的研究需要提取植物中大量所寄宿的微生物，傳統(tǒng)的分離技術不能夠滿足其的要求。下文介紹現(xiàn)代生物化學和分子生物學為其所提供的技術支持。

3.1 現(xiàn)代生物化學提供的技術支持

現(xiàn)代生物化學為植物微生物生態(tài)學的技術主要用于分離、分析微生物脂質脂肪酸和蛋白質特點。

3.1.1 脂質分析技術

脂質分析技術主要分析磷脂脂肪酸（PLFA）在不同的微生物群中的數(shù)量和在細胞膜上PLFA與其他脂肪酸的比例。這是因為PLFA是微生物細胞膜上的重要成分，其的數(shù)量和所占比例能夠反映微生物系統(tǒng)的組成結構。研究者可以追蹤微生物系統(tǒng)中PLFA組成情況和數(shù)量，分析不同微生物系統(tǒng)構成和演替。

3.1.2 BIOLOG技術

BIOLOG技術是一種操作簡易，且在不破壞微生物正常生活時，對微生物系統(tǒng)的生活狀態(tài)具有很強的分析能力的研究技術。其不需要把從植物中分離出的多種微生物系統(tǒng)進行提純，具備高分辨能力地分析多種微生物系統(tǒng)新陳代謝的特點，并能夠快速地繪制其的生活狀態(tài)圖譜，呈現(xiàn)研究數(shù)據(jù)。

3.1.3 蛋白質組學研究技術

蛋白質是生物主要成分。所以研究蛋白質的組成和變化對植物微生物生態(tài)學的研究有很大的幫助。這里使用蛋白質組學技術進行研究。蛋白質組學研究技術是通過分析植物蛋白機理變化對植物帶來的變化，進一步分析寄宿在其體內(nèi)微生物對自身的影響。這是因為微生物寄宿在植物中，其的變化一定程度上會影響到植物蛋白質正常生理狀態(tài)。所以在分析蛋白質變化就是在探究微生物對植物的影響，尋找植物和微生物間生存模式。

3.2 現(xiàn)代分子生物學技術提供的技術支持

每個物種都會有自己獨特的基因，基因的組成和機理反應其的特點。所以對植物微生物生態(tài)學的研究需要采取辦法對微生物基因的分析，這有助于研究者更加了解微生物系統(tǒng)?，F(xiàn)代分子生物學為其提供了可靠的研究基因的技術。

3.2.1 限制性片段長度多態(tài)性技術

限制性片段長度多態(tài)性技術是利用多種切割酶對微生物DNA進行切割，獲得不同基因片段，再用探針分析堿基因發(fā)生變異的位置和所檢測DNA的多樣性的一種研究辦法。首先限制性片段長度多態(tài)性技術能夠準確地判斷變化的堿基所產(chǎn)生的位置，再利用限制性內(nèi)切酶切割DNA序列和標記切割的位置。從DNA切割酶的位點分析微生物的基因特性。接著是利用DNA探針與切割的DNA進行雜交，分析多種DNA的差別，判斷微生物系統(tǒng)的基因和特性。

3.2.2 擴增r DNA限制性分析

擴增r DNA限制性分析的研究不受寄主和微生物純度的影響，具有很強的高效率的特點分析能力。其能夠對多種植物中微生物系統(tǒng)的組成、新城代謝形式和進化進行分析。首先其能夠具備選擇擴增微生物DNA段的能力，再使用限制性切割酶把擴增的DNA段，得到需要研究的DNA段，收集數(shù)據(jù)再與克隆數(shù)據(jù)庫對比分析，獲得不同微生物系統(tǒng)的r DNA的排列順序，繪制其的特征圖，進而能夠分析微生物的特性和生理狀態(tài)。

3.2.3 16S rDNA基因克隆文庫

16S r DNA基因克隆文庫就是在長期的植物微生物生態(tài)學研究過程中建立的一個關于微生物DNA的數(shù)據(jù)庫。這種研究辦法首先把分離的微生物的基因進行擴增獲得多種16S rDNA；再分析所擴增的基因種類并標上序號和記錄其的特性；接著與所建立的16S r DNA基因克隆文庫的數(shù)據(jù)進行對比分析，記錄各種類型基因的特點，進一步分析獲得植物微生物系統(tǒng)多樣性和特性。接著在更新現(xiàn)有的16S rDNA基因克隆文庫，使得這個數(shù)據(jù)庫不斷完善，更加全面地反應微生物的特點。

4 總結

傳統(tǒng)的分離技術已經(jīng)很難滿足植物微生物生態(tài)學的研究的需求。而現(xiàn)代生物化學和分子生物學技術能夠利用其的研究領域為其提供可行的研究辦法，并且能比較精確地分析微生物的各組成物質的特點，進而獲得其的生理特性。植物微生物學的快速發(fā)展得益于這兩個領域的技術支持。

但是目前這兩個領域的技術所提供的技術都是有自己的研究側重點，沒有一個比較綜合研究植物微生物生態(tài)學的辦法。例如現(xiàn)代生物化學側重對細胞膜和蛋白質的分析。而分子生物學則重點研究微生物基因的組成特點。這樣所得到的研究數(shù)據(jù)，只能是比較片面地了解微生物系統(tǒng)。

綜上所述，植物微生物生態(tài)學的發(fā)展需要朝著綜合化研究手段方法的方向發(fā)展。希望在這兩個領域提供的技術支持下，尋找更加科學的研究辦法，并更加了解微生物系統(tǒng)的生活狀態(tài)。使得植物微生物生態(tài)學研究更加具有科學理論依據(jù)。

［1］左山，劉洋，鄒媛媛，劉琳，劉家熙.現(xiàn)代生物化學與分子生物學研究技術在植物微生物生態(tài)學中的應用［J］.生物技術通報，2011（04）：72-76.

［2］林輝鋒.不同水分條件下化感水稻根際功能微生物研究［J］.福建農(nóng)林大學，2011（04）：120-154.

Q1

A

1674-2060（2016）01-0019-01