海洋沉积物总DNA提取方法研究进展
Advances in Marine Sediments of the Total DNA Extraction Method
DOI: 10.12677/AMB.2015.42005, PDF, HTML, XML, 下载: 2,979  浏览: 14,370  国家自然科学基金支持
作者: 赵新强, 于晓朋, 张名爱, 于翠芳, 程凡升：青岛农业大学食品科学与工程学院，山东 青岛
关键词: 海洋沉积物；微生物多样性；DNA提取；研究进展；Marine Sediments； Microbial Diversity； DNA Extraction； Research Progress
摘要: 海洋沉积物中微生物是海洋生态系统的重要组成部分，在维持生态平衡方面发挥着重要作用。随着人们对生物多样性重要性认识的不断深入及研究方法的不断改进，对海洋沉积物中微生物的研究取得了新的进展，但仍然存在一些问题，如微生物难培养、DNA难提取等。本论对海洋沉积物微生物多样性研究中的关键步骤进行分析探讨，主要包括样品取样及预处理、细胞的裂解、总DNA的提取、纯化和保存方法及质量评价等方面。阐述国内外对海洋沉积物微生物多样性研究中DNA提取方法取得的成果，以及存在的局限性。
Abstract: Microorganisms inhabited in marine sediments server as an important role in the marine ecosys-tem as well as the biosphere substances’ circulation. The gradually deepening understanding of the biodiversity and the continuous improvement of research methods in marine sediments still face some basic obstacles, such as the cultivation of microorganisms and DNA extraction. This paper aims to summarize the current research progress in environmental DNA extraction method in marine sediment, which corresponds to Metagenomics and other modern molecular ecology re-search methods. Key steps in the sampling, transportation, storage, samples pretreatment, cell disruption, total DNA enrichment, storage and quality evaluation were discussed in detail.
文章引用：赵新强, 于晓朋, 张名爱, 于翠芳, 程凡升. 海洋沉积物总DNA提取方法研究进展[J]. 微生物前沿, 2015, 4(2): 27-35. http://dx.doi.org/10.12677/AMB.2015.42005

参考文献

[1] 刘璞, 王红梅 (2009) 海洋沉积物微生物多样性研究. 安徽农业科学, 37, 4569-4571.
[2] Amann, R.I., Ludwing, W. and Schleifer, K.H. (1995) Phylogenetic identification and in situ detection of in dividual microbial cells without cultivation. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 59, 143-169.
[3] 印蕾, 高向东, 顾觉奋 (2012) 宏基因组技术研究进展. 中国医药生物技术, 7, 216-220.
[4] Schloss, P.D. and Handelsman, J. (2003) Biotechnological prospects from metagenomics. Current Opinion Biotechnology, 14, 303-310.
[5] Breitbart, M., Hewson, I., Felts, B., et al. (2003) Metagenomic analyses of an uncultured viral community from human feces. Journal of Bacteriology, 85, 6220-6223.
[6] 楚雍烈, 杨娥 (2008) 宏基因组学及其技术的研究进展. 西安交通大学学报: 医学版, 29, 601-608.
[7] 程凡升, 蔡婷, 金剑, 等 (2010) 水体宏基因组学研究进展及应用. 北京农学院学报, 25, 78-80.
[8] Liesack, W., Weyland, H. and Stackebrandt, E. (1991) Potential risks of gene amplification by PCR as determined by 16S rDNA analysis of a mixed-culture of strict barophilic bacteria. Microbial Ecology, 21, 191-198.
[9] 张宁, 王凤山 (2004) DNA提取方法进展. 中国海洋药物, 23, 40-46.
[10] 崔高嵩, 陈跃 (2003) 海洋底质沉积物的采样方法. 2003年东北测绘学术与信息交流会论文集, 83-84.
[11] 朱广超 (2009) 连云港近海岸海洋沉积物中微生物群落结构与功能的初步研究. 硕士论文, 江南大学, 无锡.
[12] Robe, P., Nalin, R., Capellano, C., Vogel, T.M. and Simonet, P. (2003) Extraction of DNA from soil. European Journal of Soil Biology, 4, 183-190.
[13] 于洁, 冯妍, 解玉红, 刘淑琮 (2010) PCR-DGGE技术及其在环境微生物领域中的应用. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 6, 227-234.
[14] Fortin, N., Beaumier, D., Lee, K. and Greer, C.W. (2004) Soil washing improves the recov-ery of total community DNA from polluted and high organic sediments. Journal of Microbiological Methods, 56, 181-191.
[15] 张娇, 夏占峰, 贺江舟, 孙红专, 张利莉 (2013) DNA提取方法对盐环境放线菌多样性分析的影响. 微生物学报, 7, 746-757.
[16] 王琦 (2013) 海水多营养层次生态养殖池塘细菌群落分析及与环境因子相关性研究. 硕士论文, 中国海洋大学, 青岛.
[17] 王宇, 林文辉, 王亚军, 毕晔, 石存斌, 吴淑勤 (2009) DNA不同提取方法对养殖池塘底泥细菌多样性PCR- DGGE检测的影响. 吉林农业大学学报, 6, 771-776.
[18] Zhou, J.Z., Bruns, M.A. and Tiedie, J.M. (1996) DNA recovery from soils of diverse composition. Applied and Environmental Microbiology, 62, 316-322.
[19] Pietramellara, G., Ascher, J., Borgogni, F., Ceccherini, M.T., Guerri, G. and Nannipieri, P. (2009) Extracellular DNA in soil and sediment: Fate and ecological relevance. Biology and Fertility of Soils, 45, 219-235.
[20] 李靖宇, 赵吉, 边玉, 武琳慧, 于景丽 (2010) 湿地土壤微生物DNA提取及其脱腐技术. 微生物学通报, 8, 1130- 1137.
[21] 席峰, 傅莲英, 王桂忠, 郑天凌 (2006) 海洋沉积物DNA提取前的简易脱腐方法研究. 高技术通讯, 5, 539-544.
[22] 黄婷婷, 曹慧, 王兴祥, 崔中利 (2004) 一种土壤微生物总DNA的高效提取方法. 土壤, 6, 662-666.
[23] 陈双喜 (2008) 深海洋中脊沉积物砷抗性菌的多样性分析. 硕士论文, 国家海洋局第三海洋研究所, 厦门.
[24] 袁志辉 (2006) 宏基因组学方法在环境微生物生态及基因查找中的应用研究. 硕士论文, 西南大学, 重庆.
[25] Kim, C.S., Lee, C.H., Shin, J.S., Chung, Y.S. and Hyung, N.I. (1997) Simple and rapid method for isolation of high quality genomic DNA from fruit trees and conifers using PVP. Nucleic Acids Research, 25, 1085-1086.
[26] 邱国华, 徐增富, 曹吉祥, 李宝健 (1997) 一种简单实用的提取植物DNA的方法. 植物生理学通讯, 5, 368-369.
[27] 吴发红, 黄东益, 黄小龙, 周鑫, 程文杰 (2009) 几种真菌DNA提取方法的比较. 中国农学通报, 8, 62-64.
[28] 朱艳霞 (2012) 太湖入水口底泥微生物宏基因组及聚磷菌多样性研究. 硕士论文, 苏州科技学院, 苏州.
[29] 熊开容, 张智明, 张敏 (2005) 活性污泥总DNA提取方法的研究. 生物技术, 4, 43-45.
[30] 许守英 (2013) 热泉微生物及其氢酶多样性研究. 硕士论文, 齐鲁工业大学, 济南.
[31] 赵吉, 李靖宇 (2013) 一种从湖泊沉积物样品中提取纯化总DNA的高效方法. 2013-10-30.
[32] 李鹏, 毕学军, 汝少国 (2007) DNA提取方法对活性污泥微生物多样性PCR-DGGE检测的影响. 安全与环境学报, 2, 53-57.
[33] Miller, D.N., Bryant, J.E., Madsen, E.L. and Ghiorse, W.C. (1999) Evaluation and optimization of DNA extraction and purification procedures for soil and sediment samples. Applied and Environmental Microbiology, 65, 4715-4724.
[34] 包慧, 杨忠委, 王华然, 刘颖, 尹静 (2012) 3种真核藻类DNA提取方法比较. 环境与健康杂志, 5, 451-453.
[35] 吕新, 陈丽华, 李玥仁 (2012) 4种不同土壤微生物DNA提取方法对DGGE分析微生物群落的影响. 福建农业学报, 4, 367-372.
[36] Martin-Laurent, F., Philippot, L., Hallrt, S., Chaussod, R., Germon, J.C., Soulas, G. and Catroux, G. (2001) DNA extraction from soils: old bias for new microbial diversity analysis methods. Applied and Environmental Microbiology, 67, 2354-2359.
[37] Bourrain, M., Achouak, W., Urbain, V. and Heulin, T. (1999) DNA extraction from activated sludge. Current Microbiology, 38, 315-319.
[38] Lamontagne, M.G., Michel, F.C., Holden, P.A. and Reddy, C.A. (2002) Evaluation of extraction and purification methods for obtaining PCR-amplifiable DNA from compost for microbial community analysis. Journal of Microbiological Methods, 49, 255-264.
[39] 胡晓红, 彭惠民, 刘昕, 共正根, 袁科 (2008) PCR及Real-Time PCR评价细菌DNA提取方法. 重庆医科大学学报, 2, 155-158.
[40] 李新伟 (2012) 胶州湾近岸沉积物中细菌群落对石油和铜污染的响应特征. 硕士论文, 中国海洋大学, 青岛.
[41] 韩云霞 (2014) DNA常见纯化方法比较与分析综述. 生物技术世界, 1, 2-3.
[42] Coombs, N.J., Gough, A.C., Primrose, J.N. and Primrose J.N. (1999) Optimisation of DNA and RNA extraction from archival formalin-fixed tissue. Nucleic Acids Research, 27, 15-37.
[43] 蔡鹏 (2007) 土壤活性颗粒与DNA的相互作用及其对DNA稳定性、细胞转化和PCR扩增的影响. 博士论文,华中农业大学, 武汉.
[44] Rudi, K., Kroken, M., Dabblberg, O.J., Deggerdal, A., Jakobsen, K.S. and Larsen, F. (1997) Rapid, universal method to isolate PCR-ready DNA using magnetic beads. Biotechniques, 22, 506-511.
[45] 裴杰萍 (2005) 免疫胶体金法提取纯化环境标本中细菌DNA技术的建立. 硕士论文, 中国人民解放军军事医学科学院, 北京.
[46] 李娜, 李迪强, 王秀磊, 刘毅 (2006) 粪便不同保存方法对动物基因组DNA提取效果的影响. 国际遗传学杂志, 5, 341-345.
[47] Zhou, J. and Lei, T. (2007) Review and prospects on methodology and affecting factors of soil microbial diversity. Biodiversity Science, 15, 306-311.
[48] Chen, J. (2005) Review on methods for investigation of microbial diversity. Biotechnology, 15, 85-87.
[49] Falkowski, P.G. and de Vargas, C. (2004) Shotgun sequencing in the sea: A blast from the past? Science, 304, 58-60.

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