雒國興

（朔州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西朔州 036002）

近年，全球生態(tài)環(huán)境問題受到社會(huì)各行各業(yè)的重視，我國植物微生態(tài)學(xué)以及生物學(xué)的發(fā)展十分迅速，運(yùn)用以往微生物系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行研究已經(jīng)無法跟隨時(shí)代的步伐，因此，需要鉆研出科學(xué)、先進(jìn)的技術(shù)對(duì)微生物系統(tǒng)進(jìn)行更深入的探索。應(yīng)用分子生物學(xué)以及現(xiàn)代生物化學(xué)技術(shù)能沖破傳統(tǒng)植物微生物生態(tài)學(xué)科技術(shù)的局限，拓展微生物各種信息的獲取渠道。

1 植物微生物生態(tài)學(xué)研究方向

植物微生物生態(tài)學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容是植物微生態(tài)系統(tǒng)，其主要研究的對(duì)象為植物各組織細(xì)胞內(nèi)的微生物的構(gòu)成、演變、更替、基本功能、微生物與其宿主之間的效能。植物微生態(tài)學(xué)的研究結(jié)果表明，植物中的莖部、根部、穗、葉部中富含眾多的與植物密切相關(guān)的微生物群落，因此，研究植物微生態(tài)系統(tǒng)具有非常高的科研價(jià)值[1]。

2 現(xiàn)代生物化學(xué)提供的技術(shù)

剖析、區(qū)別微生物的脂質(zhì)脂肪酸以及蛋白質(zhì)的特質(zhì)是現(xiàn)代生物化學(xué)技術(shù)在植物微生物生態(tài)學(xué)領(lǐng)域研究中的主要作用。

2.1 蛋白質(zhì)體學(xué)研究技術(shù)

組成一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)成分是蛋白質(zhì)。因此，要研究植物微生物生態(tài)學(xué)需要應(yīng)用蛋白質(zhì)體學(xué)（proteomics）研究技術(shù)從蛋白質(zhì)的變化以及組成方面入手。蛋白質(zhì)體學(xué)在20世紀(jì)90年代初正式啟動(dòng)，并且于2003年生命科學(xué)研究步入了后基因組時(shí)代。蛋白質(zhì)體學(xué)研究技術(shù)主要經(jīng)過剖析植物的蛋白機(jī)體的改變，進(jìn)而影響植物的整體變化，揭示蛋白質(zhì)功能與細(xì)胞生命活動(dòng)的基本規(guī)律以及生存模式，更深一層的解析寄生于植物體內(nèi)的微生物的作用[2]。

2.2 脂質(zhì)分析技術(shù)

脂質(zhì)分析技術(shù)對(duì)于生命科學(xué)的研究具有非常重要的意義。脂質(zhì)分析技術(shù)主要分析方向是研究PLFA（磷脂脂肪酸）和其他種類的脂肪酸間的比例以及在種類不同的微生物群體中的數(shù)量。其根本原因是PLFA（磷脂脂肪酸）作為微生物細(xì)胞膜的關(guān)鍵構(gòu)成成分，PLFA占總體的比例和其總體數(shù)量可以展示出微生物系統(tǒng)的構(gòu)成結(jié)構(gòu)[3]。目前的PLFA（磷脂脂肪酸）分析方法普遍應(yīng)用于環(huán)境微生物領(lǐng)域研究。脂質(zhì)分析技術(shù)具有較強(qiáng)的敏銳度、簡(jiǎn)單的操作性以及準(zhǔn)確的分辨能力，能基于植物生理代謝質(zhì)量對(duì)于微生物群落進(jìn)行評(píng)測(cè)。生命科學(xué)研究人員能跟蹤微生物系統(tǒng)磷脂脂肪酸的構(gòu)成情況以及數(shù)量，進(jìn)而分析出不同的生物系統(tǒng)的組成與更替[4]。

2.3 BIOLOG技術(shù)

20世紀(jì)80年代末期美國研發(fā)出BIOLOG技術(shù)，其最初應(yīng)用于純種微生物的鑒定。目前的BIOLOG技術(shù)可以鑒定出霉菌、酵母菌、細(xì)菌等2 000多種病原微生物以及環(huán)境微生物。BIOLOG技術(shù)能保證微生物正常生命活動(dòng)不受影響且無需分離微生物系統(tǒng)的情況下對(duì)其生活狀態(tài)進(jìn)行分析、研究與提純，能迅速的繪制出具有超高分辨度的生活狀態(tài)圖譜，清晰地呈現(xiàn)研究數(shù)據(jù)。

3 現(xiàn)代分子生物學(xué)

物種都具有獨(dú)特性，由于組成每個(gè)物種的基因不同，因此各個(gè)物種的機(jī)體反應(yīng)也不盡相同。在植物微生物生態(tài)學(xué)領(lǐng)域研究采用科學(xué)、合理剖析微生物基因，可以幫助研究人員更加清晰地了解微生物系統(tǒng)。現(xiàn)代分子生物學(xué)可以提供研究植物微生物生態(tài)學(xué)相關(guān)的基因技術(shù)。

3.1 16S rDNA基因克隆文庫

建立16S rDNA（16S ribosomal DNA identification）基因克隆文庫是研究植物微生物生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的常規(guī)研究辦法。16S rDNA的操作方法需要首先將區(qū)分出的微生物基因進(jìn)行擴(kuò)充進(jìn)而得到更多的16S rDNA，再通過解析擴(kuò)充的基因類型的特征并且加以標(biāo)記、記錄、編號(hào)；再次，和構(gòu)建的16S rDNA基因克隆文庫的相關(guān)庫內(nèi)信息進(jìn)行比較與解析，將種類不同的基因與其特征進(jìn)行記錄與分析，進(jìn)一步得到植物微生物系統(tǒng)的復(fù)雜性以及特征；最后完善和更新16S rDNA基因克隆文庫，進(jìn)而全方位地顯示出微生物的特質(zhì)。

3.2 限制性片段長度的多態(tài)性技術(shù)

限制性片段長度的多態(tài)性（restriction fragment length polymorphism，RFLP）又可以表示為PCRRFLP分析。限制性片段長度多態(tài)性作為一種能作用于DNA分子水平的多態(tài)性監(jiān)測(cè)技術(shù)，其作用原理是通過印跡技術(shù)、探針、限制性內(nèi)切酶、雜交技術(shù)、核酸電泳技術(shù)的綜合性運(yùn)用。這種技術(shù)已經(jīng)在微生物群落研究領(lǐng)域普及。PCR-RFLP分析技術(shù)是通過PCR擴(kuò)充后，運(yùn)用限制酶對(duì)微生物的基因進(jìn)行切割，得到不同的基因碎片，再利用探針監(jiān)測(cè)DNA的復(fù)雜性以及分析出現(xiàn)堿基因變異的具體位置，隨后通過標(biāo)記和記錄限制性內(nèi)切酶切割位置DNA序列，基于DNA切割酶位點(diǎn)分析植物微生物的基因特征，最后運(yùn)用探針和分割的DNA進(jìn)行雜交，進(jìn)而剖析DNA之間區(qū)別并判斷生物系統(tǒng)特質(zhì)以及基因的研究方法。

3.3 擴(kuò)增rDNA限制性分析

擴(kuò)增rDNA限制性分析具有很強(qiáng)的特征解析能力與高效的特點(diǎn)，這種研究方法能不受宿主與微生物純度等因素的影響。擴(kuò)增rDNA限制性分析可以分析出各種植物微生物的系統(tǒng)構(gòu)成以及新陳代謝模式與進(jìn)化方式。這種方法可以選擇擴(kuò)充微生物基因段的本能，運(yùn)用限制性切割酶擴(kuò)充的基因段，獲取目標(biāo)基因段，將得到的數(shù)據(jù)與克隆數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較解析，制作出特點(diǎn)圖表，將不同的微生物系統(tǒng)rDNA進(jìn)行順序排列，剖析出生物的生理情況和特征。

4 結(jié)語

在植物微生物生態(tài)學(xué)系統(tǒng)研究中應(yīng)用現(xiàn)代生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)突破了傳統(tǒng)植物微生物生態(tài)學(xué)技術(shù)的局限，能準(zhǔn)確的挖掘出植物微生物種類的多元化、各種組成的部分特質(zhì)以及遺傳的多樣化，并且可以對(duì)研究樣本進(jìn)行客觀準(zhǔn)確的剖釋。但是，目前現(xiàn)代生物化學(xué)與分子生物學(xué)這2個(gè)領(lǐng)域在實(shí)際解決問題中的主要研究方向不同，現(xiàn)代生物化學(xué)技術(shù)主要可以評(píng)測(cè)生物群落構(gòu)成，而微生物群落基因水平則需要分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行鑒定。因此，要將現(xiàn)代生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)有機(jī)利用，才能更加全面的了解植物微生物生態(tài)學(xué)，為植物微生物生態(tài)學(xué)的研究提供更加有力的科學(xué)依據(jù)。