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当代化工研究
绿色化工
2016·04
宏基因组技术在环境保护及污染改善中的应用
0李阳
（辽宁石油化工大学辽宁113000）
摘要：宏基因组学是现代微生物生态学研究中分子生物学技术的一个新理论，它以环境中没有培养的微生物为研究媒介，通过取环境中全部摄生物的DNA，形成宏基固短的库，利用基因学的研究方法分析环境中全部摄生物的遗传分组和他们各自群落的功能。自1999年以来，这项技术已经在很多领域有广泛的应用，加，工业、医疗、农业等。本文将从宏基固组的基本理论，现阶段的研究方法，以及潜在的问间题这几个方面为基础并提出解决问题的方法，解新它在环境保护及污染改善中的应用。该项技术的应用对于环境中微生物的变化有很大的帮助，而且为环境中的各项指标和改善提供理论依据。
关键词：宏基图组技术；环境保护；污染改善中图分类号：X
文献标识码：A
ApplicationofMetagenomeTechnologyinEnvironmentProtection
andPollutionImprovement
LiYang
(Liaoning University of Petroleum and Chemical Technology, Liaoning, 113000)
Abstract: Metagenomics is a new theory of molecular biological technique in moderm microbial ecology research, and it takes the microorganism which does nof exist in environment as the study media, and by access to the DNA of all microorganisms in the ervironment to form the metagenomic library,besides,using the research methods ofgenomics to analyze thegenetic group and thefiunction of their respective communities of all microorganisms in the environment.Since 1999, the technology already has wide application in many fields, such as, indhustry, medical treatment, agriculture, etc. This article will put forward the measures on the basis of the basic theory of metagenomics, the present stage of research methods, as well as the potertial problem such several aspects, and analyze its application in environment protection and pollution improvement.The application of the technology has a lot of help for changes of microorganism in ervironment, ficrther more it provids theoretical basis for various indicators and improvementofenvironment.
Key words:metagenome technology; environmenf profection; pollation improvement
由于微生物学和现代生命科学都在不停的进步与发展，所以衍生出一门新型的科学技术，即宏基因组学，它的出现也越来越受到研究者的重视。因为宏基因组技术可以利用环境中现成的样品资源而无需预先培养就可以获得新的活的物质基因，从而避免了各种细菌的干扰。它的这种能直接从自然环境中提取所需要的信息的能力，大大的提高了微生物资源的利用率，所以成为当今生命科学研究的重点，并且已经应用在各个生态环境中。或许该项技术还可以发现新基因和物种，为环境保护和治理环境污染带来更大的突破。本文将从宏基因组技术的本质，核心技术以及环境保护和污染改善几个方面来展开讨论。
宏基因技术的本质
宏基因组的基本概念是有美国威斯康星大学的Handdelsman 教授于1998年提出的，它的最初意愿是用来定义土壤细菌的混合基因组，后来发展成为环境中所有的微小生物的遗传物质的总和，而且特指环境中的真菌和细菌的基因组的全部组合。它的研究方法是不需要通过其他途径而是直接从环境中获取环境中的DNA，经过一定的处理，将它分配到合适的载体上，转化成我们需要的一种菌，进而形成一个全新的DNA 库。通过各种分析、检测基因的方法提取目的基因。所以宏基因组技术包含环境中的样品DNA的筛选，提炼，载体和基因组文库的挑选等多方面的影响因素，这些步骤的成功与否对宏基因组技术的成败都起着决定性的作用。
万方数据
1.环境样本中DNA的提炼
在环境样品中混杂着各种基因，从中获取高质量的样本 DNA是宏基因组技术的一个重要的步骤。在自然的大环境中存在着各种各样的物质，包括颗粒、粉尘、微生物等，其实微生物在其中的比率是很小的，而且细胞是附着在颗粒或粉尘的表面上的，所以要想完整地提炼出样品中的DNA是很困难的。
但是为了充分利用宏基因组技术的优势，研究者们还是迎难而上，最终还是发现了两种比较有用的提炼方法。种是原位裂解法，即将样品经过声波处理或是机器处理粉碎后，然后放在裂解缓冲液中，最后再进行提炼。这种方法的操作不复杂，样品的提炼效率也比较高，但是人为的处理后，DNA的片段就会变得不紧簇，影响文库的建立。另一种是异位裂解法，即先将微生物从环境中分离开来，再用比较柔和的方法提取样品DNA。该方法主要应用于提炼片段比较大的DNA，但是这样方法的操作比较复杂，提炼的成本也相比前者高，而且在微生物的分离过程中还会损失一部分微生物细胞，柔和提炼DNA的方法会使一部分微生物的DNA提取不到，这样会造成DNA的大量浪费。
2.裁体的挑选
载体在宏基因组技术中起着一种媒介的作用，它的地位自然是不言而愉了，因为基因组进入宿主细胞需要载体的传送，合适的载体直接影响基因组的传送效率。质粒、福斯黏