现代生物化学与分子生物学研究技术在植物微生物生态学中的应用

蔡博莹

（河南师范大学 河南新乡 453000）

现代生物化学与分子生物学研究技术在植物微生物生态学中的应用

蔡博莹

（河南师范大学 河南新乡 453000）

随着生物学的不断发展、进步，植物微生物生态学也日益受到研究者的关注，这是因为微生物系统会影响人们生活的生态环境，而世界各国都在致力于保护人类生活的环境。所以植物微生物生态系统的研究是一件必不可少的工作。而植物微生物生态学的研究依赖于现代生物化学和分子生物学所提供的技术。本文浅要分析这两项生物技术给植物微生物生态学的研究提供的一些科学方法，以及分析该研究发展方向。

现代生物化学 分子生物学 植物微生物生态学

1 前言

随着生态环境问题得到更多的关注、生物学的发展，植物微生物生态学也获得快速发展。而且传统的研究微生物系统的技术已经无法满足研究者对其的探索要求，这就要求使用更加先进的研究技术来辅助研究者对微生物系统的探索。现代生物化学和分子生物学的发展，能够解决传统技术对研究带来的困难问题，为研究者提取、分析微生物系统提供了可靠的研究工具；为植物微生物生态学的健康发展提供了技术支持。

2 植物微生物生态学的研究内容

植物微生物生态学研究方向是探索植物体内微生物种类、微生物系统的生理状态、基因特点，重点分析植物中生活的微生物是由什么组成的、具备什么功能、其的进化动态方向，以及一个微生物群内部之间的生存关系和微生物群与植物寄主间有什么样的生存模式。根据现有的微生物生态学的研究成果得知，植物的根、茎等细胞内有很多的微生物，其与植物间有互利互惠的关系。所以研究微生物生态系统对这门学科具有很高研究价值。

3 现代生物化学和分子生物学所提供的研究技术

植物微生物生态学是生物学的一个分支，其的研究可以利用现有的先进技术，辅助自身的研究。而且微生物生态学的研究需要提取植物中大量所寄宿的微生物，传统的分离技术不能够满足其的要求。下文介绍现代生物化学和分子生物学为其所提供的技术支持。

3.1 现代生物化学提供的技术支持

现代生物化学为植物微生物生态学的技术主要用于分离、分析微生物脂质脂肪酸和蛋白质特点。

3.1.1 脂质分析技术

脂质分析技术主要分析磷脂脂肪酸（PLFA）在不同的微生物群中的数量和在细胞膜上PLFA与其他脂肪酸的比例。这是因为PLFA是微生物细胞膜上的重要成分，其的数量和所占比例能够反映微生物系统的组成结构。研究者可以追踪微生物系统中PLFA组成情况和数量，分析不同微生物系统构成和演替。

3.1.2 BIOLOG技术

BIOLOG技术是一种操作简易，且在不破坏微生物正常生活时，对微生物系统的生活状态具有很强的分析能力的研究技术。其不需要把从植物中分离出的多种微生物系统进行提纯，具备高分辨能力地分析多种微生物系统新陈代谢的特点，并能够快速地绘制其的生活状态图谱，呈现研究数据。

3.1.3 蛋白质组学研究技术

蛋白质是生物主要成分。所以研究蛋白质的组成和变化对植物微生物生态学的研究有很大的帮助。这里使用蛋白质组学技术进行研究。蛋白质组学研究技术是通过分析植物蛋白机理变化对植物带来的变化，进一步分析寄宿在其体内微生物对自身的影响。这是因为微生物寄宿在植物中，其的变化一定程度上会影响到植物蛋白质正常生理状态。所以在分析蛋白质变化就是在探究微生物对植物的影响，寻找植物和微生物间生存模式。

3.2 现代分子生物学技术提供的技术支持

每个物种都会有自己独特的基因，基因的组成和机理反应其的特点。所以对植物微生物生态学的研究需要采取办法对微生物基因的分析，这有助于研究者更加了解微生物系统。现代分子生物学为其提供了可靠的研究基因的技术。

3.2.1 限制性片段长度多态性技术

限制性片段长度多态性技术是利用多种切割酶对微生物DNA进行切割，获得不同基因片段，再用探针分析碱基因发生变异的位置和所检测DNA的多样性的一种研究办法。首先限制性片段长度多态性技术能够准确地判断变化的碱基所产生的位置，再利用限制性内切酶切割DNA序列和标记切割的位置。从DNA切割酶的位点分析微生物的基因特性。接着是利用DNA探针与切割的DNA进行杂交，分析多种DNA的差别，判断微生物系统的基因和特性。

3.2.2 扩增r DNA限制性分析

扩增r DNA限制性分析的研究不受寄主和微生物纯度的影响，具有很强的高效率的特点分析能力。其能够对多种植物中微生物系统的组成、新城代谢形式和进化进行分析。首先其能够具备选择扩增微生物DNA段的能力，再使用限制性切割酶把扩增的DNA段，得到需要研究的DNA段，收集数据再与克隆数据库对比分析，获得不同微生物系统的r DNA的排列顺序，绘制其的特征图，进而能够分析微生物的特性和生理状态。

3.2.3 16S rDNA基因克隆文库

16S r DNA基因克隆文库就是在长期的植物微生物生态学研究过程中建立的一个关于微生物DNA的数据库。这种研究办法首先把分离的微生物的基因进行扩增获得多种16S rDNA；再分析所扩增的基因种类并标上序号和记录其的特性；接着与所建立的16S r DNA基因克隆文库的数据进行对比分析，记录各种类型基因的特点，进一步分析获得植物微生物系统多样性和特性。接着在更新现有的16S rDNA基因克隆文库，使得这个数据库不断完善，更加全面地反应微生物的特点。

4 总结

传统的分离技术已经很难满足植物微生物生态学的研究的需求。而现代生物化学和分子生物学技术能够利用其的研究领域为其提供可行的研究办法，并且能比较精确地分析微生物的各组成物质的特点，进而获得其的生理特性。植物微生物学的快速发展得益于这两个领域的技术支持。

但是目前这两个领域的技术所提供的技术都是有自己的研究侧重点，没有一个比较综合研究植物微生物生态学的办法。例如现代生物化学侧重对细胞膜和蛋白质的分析。而分子生物学则重点研究微生物基因的组成特点。这样所得到的研究数据，只能是比较片面地了解微生物系统。

综上所述，植物微生物生态学的发展需要朝着综合化研究手段方法的方向发展。希望在这两个领域提供的技术支持下，寻找更加科学的研究办法，并更加了解微生物系统的生活状态。使得植物微生物生态学研究更加具有科学理论依据。

［1］左山，刘洋，邹媛媛，刘琳，刘家熙.现代生物化学与分子生物学研究技术在植物微生物生态学中的应用［J］.生物技术通报，2011（04）：72-76.

［2］林辉锋.不同水分条件下化感水稻根际功能微生物研究［J］.福建农林大学，2011（04）：120-154.

Q1

A

1674-2060（2016）01-0019-01