申请日2009.08.03
公开(公告)日2010.01.27
IPC分类号C12Q1/68; C12R1/46; C12R1/01; C40B40/06
摘要
本发明公开了一种用于分析活性污泥微生物群落结构及动态变化的群落芯片，是在玻片或硅片或尼龙膜等材料上固定检测细菌的DNA探针，所述探针为序列表SEQ ID NO.1-SEQ IDNO.66所述的核苷酸序列，所述探针所针对的OTU及其代表克隆子Genbank登录号、各OTU最近源菌株及其相似性的关系如表1;利用本发明的群落芯片分析活性污泥微生物群落结构及动态变化，具有适时、灵敏、快速、准确、高效且获得菌群变化信息量大等特点。本发明可以快速分析活性污泥微生物群落结构，同一张芯片可以同时检测代表不同分类层次(门、纲、目、科、属)的57种OTUs。
权利要求书
1.一种用于分析活性污泥微生物群落结构及动态变化的群落芯片，其特征是在玻片或硅片 或尼龙膜等材料上固定检测细菌的DNA探针，所述探针为序列表SEQ ID NO.1-SEQ ID NO.66所述的核苷酸序列，所述探针所针对的OTU及其代表克隆子Genbank登录号、各 OTU最近源菌株及其相似性的关系如表1;
表1：
所述OTU为操作分类单元。
说明书
用于分析活性污泥微生物群落结构及动态变化的群落芯片
技术领域
本发明涉及一种生物芯片，特别是涉及用于分析活性污泥微生物群落结构及动态变化的 群落芯片。
背景技术
活性污泥是一种十分复杂的环境样品，它是由细菌等微生物和原生动物、后生动物等微 型动物组成的生态系统，因此，活性污泥具有菌群结构多样、菌群功能复杂等特点，而研究 活性污泥群落结构及其动态变化对于了解活性污泥菌群分布与功能的关系、环境因素改变对 其微生物生态的影响等则具有十分重要的意义。
传统的微生物分析测定方法，包括显微镜微生物形态观察、最可能计数法、选择性培养 基计数、纯种分离和生理生化鉴定等，这些方法在环境样品研究中都存在选择性强，工作量 大等缺陷且不是所有微生物都能在培养基上生长，因此，不能全面客观的反映复杂菌群的种 类和数量，据调查，培养法只能分离培养到某复杂菌群0.1%-10%的菌株。近年来，人们开 始应用微生物生物化学分类的一些生物标记包括呼吸链泛醌、脂肪酸等来进行纯种微生物分 析，但由于环境样品的复杂性，该类技术仍不适合于由多种细菌组成的环境样品菌群分析。
目前，环境样品微生物菌群研究主要通过DNA指纹图谱技术来实现，包括：变性梯度凝 胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis，DGGE)、核糖体扩增DNA限制性片断 分析(Amplified ribosomal DNA restriction analysis，ARDRA)、随意扩增多态性DNA(random amplified polymorphic DNA，RAPD)、限制性片断长度多态性分析(Restriction Fragment Length Polymorphism，RFLP)等，这些技术各有优缺点，在不同环境样品微生物菌群分析 中均有不同程度的应用，如Smit E.等利用ARDRA技术分析了铜污染对土壤菌群结构和多样 性的影响;Susanne L.等则利用DGGE技术研究了脱氮生物反应器中污泥菌群的多样性;柴 丽红等应用DGGE法对青海相邻两盐湖中细菌多样性进行了快速检测，Rima B.Franklin等利 用RAPD比较区分了不同水样的微生物菌群。DNA指纹图谱技术相对培养的方法快速、简单， 通过DNA指纹区别图谱分析可反映出环境样品菌群微生物的变化及其状态，但是该方法仍存 在一定问题，主要有：不能提供菌群有关具体组成和变化的具体详细信息、重复性差等。
近年来，也有利用系统寡核苷酸芯片对堆肥、土壤、活性污泥、铀污染含水土层等环境 样品进行了微生物检测、菌群动力学的报道，如DeSantis等利用含297,851个16S rDNA探 针的高密度芯片对三种环境样品(水、土壤、气溶胶)的微生物种类进行了分析，结果表明 该芯片技术虽然不能鉴定新菌种，但在分析环境样品时能比克隆测序方法获得更多的生物多 样性。该技术虽在一定程度上克服了DNA指纹图谱技术和传统培养或克隆测序方法的缺陷， 但由于有关研究都是建立在有限的可培养微生物的基础上，因此提供的菌群种类信息少，不 能全面反映环境样品微生物菌群结构，更为关键的是，它不能及时反映菌群的变化。
操作分类单元(OTU，operational taxonomic units)属于一种分类，位于属和种之间，目 前一般的分类标准是将克隆子序列相似性分别大于80%、85%、90%、92%、94%、97%分别 归于同一个门、纲、目、科、属、OUT。
截止目前，尚未见利用16S rRNA文库构建获得的克隆子设计基因芯片探针并制备用于 分析活性污泥微生物群落结构及动态变化的群落芯片的报道。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的活性污泥微生物群落结构及其动态变化分析技术 的不足，提供一种信息量大的能敏感、快速用于分析活性污泥微生物群落结构及动态变化的 群落芯片。