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      長白山區(qū)人參根際土壤微生物多樣性分析

      2014-08-12 18:48:09楊陽金東淳于小梅唐麗娜
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年6期
      關(guān)鍵詞:根際條帶人參

      楊陽+金東淳+于小梅+唐麗娜

      摘要:用PCR-DGGE方法,分析長白山區(qū)人參根際土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)及多樣性。以三年生、五年生的人參根際土壤及無參地土壤為材料,對PCR反應(yīng)條件、DGGE中凝膠單體、變性劑濃度進(jìn)行了優(yōu)化,并對真菌3套引物進(jìn)行了對比分析,得出細(xì)菌16S rDNA V3區(qū)引物314F-GC/518R、8%凝膠單體、60%~40%變性劑DGGE分離效果較好;真菌ITS區(qū)引物,12%凝膠單體、60%變性劑,6%凝膠單體、40%變性劑搭配效果最佳。用該反應(yīng)體系擴(kuò)增出來的PCR產(chǎn)物,在DGGE凝膠上能夠清晰地分辨出人參根際土壤細(xì)菌和真菌的多樣性,由此分析出細(xì)菌、真菌的群落結(jié)構(gòu)都存在明顯差異。此方法簡便快捷,為進(jìn)一步研究人參根際土壤微生物奠定了基礎(chǔ)。

      關(guān)鍵詞:人參(Panax ginseng C. A. Meyer);根際土壤微生物;PCR-DGGE;體系優(yōu)化;多樣性

      中圖分類號: Q938文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號:1002-1302(2014)06-0052-03

      收稿日期:2014-01-16

      基金項(xiàng)目:韓國農(nóng)村振興廳國際合作項(xiàng)目(編號:41309001)。

      作者簡介:楊陽(1989—),女,吉林遼源人,碩士研究生,從事微生物分子生物學(xué)研究。E-mail:yangyangopq@sina.com。

      通信作者:金東淳,副教授。Tel:(0433)2435559;E-mail:jdc1200@ybu.edu.cn。微生物與植物的生長存在著密切的聯(lián)系,其群落的變化直接影響植物病害發(fā)生與否,所以對微生物進(jìn)行深入研究尤為必要[1]。由于自然界中絕大多數(shù)微生物不可以進(jìn)行純培養(yǎng),傳統(tǒng)純培養(yǎng)法就存在著局限性,造成大量微生物信息丟失[2]。而基于變性梯度凝膠電泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)技術(shù)利用序列不同的DNA片段在聚丙烯酰胺凝膠中解鏈溫度不同的原理,通過梯度變性膠將不同微生物的DNA分開,具有直觀、快速和不依賴于細(xì)菌培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于微生物群落的多樣性分析[3-7]。人參(Panax ginseng C. A. Meyer)為五加科人參屬多年生宿根雙子葉植物,被人們稱為“百草之王”,是聞名遐邇的“東北三寶”之一,是馳名中外、老幼皆知的名貴藥材[8]。由于人參屬于忌連作作物,存在著連作障礙,栽過一茬人參的土壤繼續(xù)種植人參后,人參產(chǎn)量急劇下降,一般要等到20~30年后才能繼續(xù)種植人參。采用伐林栽參,違背了可持續(xù)發(fā)展的原則,因此,為克服連作障礙,對人參根際土壤微生物的研究備受關(guān)注。本研究采用PCR-DGGE方法,旨在建立人參根際土壤微生物16S、18S rDNA文庫,探究人參根際土壤微生物的多樣性,構(gòu)建根際微生物種類信息,從微生物角度闡明人參連作障礙機(jī)理。

      1材料與方法

      1.1材料

      土壤樣品(1號、2號為三年生有參地,3號為三年生無參地,4號、5號為五年生有參地,6號為五年生無參地)于2013年9月1日在吉林省延邊朝鮮族自治州安圖縣新合鄉(xiāng)青溝子村人參種植基地采集,共6個(gè)樣品,放入無菌袋中置-80 ℃冰箱中保存。

      1.2主要儀器

      WD-9402A基因擴(kuò)增儀(北京市六一儀器廠);DGGE-1B型變性梯度凝膠電泳系統(tǒng)(南京新校園生物技術(shù)研究所);凝膠成像系統(tǒng)(美國BIO-RAD公司)。

      1.3主要試劑

      土壤微生物DNA提取試劑盒(the Power Soil DNA extraction kit,美國加利福尼亞州Mobio公司);引物(生工生物工程上海有限公司);TaKaRa Taq(Code No.R001B,寶生物工程大連有限公司)。

      1.4方法

      1.4.1土壤微生物總DNA提取取土樣去除雜質(zhì),充分研磨后稱取0.25 g,用the Power Soil DNA extraction kit試劑盒,按照說明書的步驟進(jìn)行DNA提取后,用1%瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行檢測,與DNA Maker作對照,將各樣品DNA濃度調(diào)到 20 ng/μL 左右,于-20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

      1.4.2PCR反應(yīng)體系優(yōu)化在25 μL PCR反應(yīng)體系中,固定2.5 μL 10×Buffer和0.4 μL Taq(5 U/μL)的加入量,按照單因素試驗(yàn)方法檢測其他因素對PCR的影響。各變量設(shè)計(jì)5個(gè)梯度(表1)。引物314F-GC/518R,擴(kuò)增程序:94 ℃預(yù)變性3 min;94 ℃變性30 s,55 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,共30個(gè)循環(huán);72 ℃最后延伸6 min[9]。

      表1PCR反應(yīng)體系優(yōu)化設(shè)計(jì)

      編號DNA

      (ng)dNTPs

      (mmol/L)Mg2+

      (mmol/L)引物

      (μmol)17.50.050.51.2222.50.201.52.4337.50.352.53.6452.50.503.54.8567.50.654.56.0

      1.4.3PCR-DGGE反應(yīng)體系優(yōu)化擴(kuò)增細(xì)菌16S V3區(qū)的引物和程序與“1.4.2”節(jié)相同,經(jīng)一次PCR 50 μL反應(yīng)體系。DGGE用8%(m/V)的凝膠單體,變性劑范圍40%~60%,反應(yīng)條件為:溫度60 ℃,A階段電壓60 V,1 h;B階段電壓 100 V,15 h。擴(kuò)增真菌分別用特異性引物FF390/FR1-GC;ITS1/ITS4、ITS1-GC/ITS2;NS1/EF3、NS1/FR1-GC。(1)引物FF390/FR1-GC,經(jīng)一次PCR 50 μL反應(yīng)體系,擴(kuò)增程序:95 ℃預(yù)變性8 min;95 ℃變性30 s,50 ℃退火45s,72 ℃延伸 2 min,共35個(gè)循環(huán);最后72 ℃延伸10 min。(2)引物ITS1/ITS4、ITS1-GC/ITS2用嵌套式PCR(巢式PCR),第一次PCR 25 μL反應(yīng)體系,擴(kuò)增程序:95 ℃預(yù)變性5 min;95 ℃變性 30 s,55 ℃退火30 s,72 ℃延伸1 min,共30個(gè)循環(huán);最后 72 ℃ 延伸10 min;第二次PCR 50 μL反應(yīng)體系,擴(kuò)增程序不變。(3)引物NS1/EF3、NS1/FR1-GC用嵌套式PCR,第一次PCR 25 μL反應(yīng)體系,擴(kuò)增程序:94 ℃預(yù)變性8 min;94 ℃ 變性30 s,47 ℃退火45 s,72 ℃延伸3 min,共35個(gè)循環(huán);最后72 ℃延伸 10 min;第二次PCR 50 μL反應(yīng)體系,變化退火溫度48 ℃ 45 s。首先,真菌3套引物DGGE均用b條件:12%凝膠單體、60%變性劑,6%凝膠單體、40%變性劑,反應(yīng)條件為:溫度60 ℃,A階段電壓60 V、1 h,B階段電壓 120 V、26 h。電泳完畢,將膠板于含有EB的緩沖液中染色30 min,將染色后的凝膠置凝膠成像儀中拍攝并分析。另外,真菌ITS區(qū)引物DGGE用a條件:8%(m/V)的凝膠單體,變性劑范圍40%~60%,反應(yīng)條件為:溫度60 ℃,A階段電壓60 V、1 h,B階段電壓120 V、26 h。

      2結(jié)果與分析

      2.1土壤微生物總DNA提取效果檢測

      土壤微生物總DNA的提取效果直接影響后續(xù)試驗(yàn),本試驗(yàn)用the Power Soil DNA extraction kit試劑盒,瓊脂糖凝膠檢測結(jié)果如圖1,條帶清晰。

      2.2PCR反應(yīng)體系優(yōu)化

      影響PCR擴(kuò)增效果的因素有多種,但DNA、dNTPs、Mg2+、引物的濃度在PCR反應(yīng)體系中的影響尤為重大。為

      此,本試驗(yàn)中采用單因素試驗(yàn)對其適宜的濃度進(jìn)行了優(yōu)化。(1)DNA濃度太低會降低分子碰撞的概率,擴(kuò)增產(chǎn)物不穩(wěn)定;濃度太高會增加非專一擴(kuò)增產(chǎn)物或出現(xiàn)彌散性條帶[10]。(2)dNTPs是PCR反應(yīng)的原料,濃度太低會過早消耗,無法繼續(xù)合成DNA,濃度太高會導(dǎo)致非特異性擴(kuò)增[11]。(3)Mg2+的主要作用是提高Taq酶的活性,適量的濃度會提高PCR的擴(kuò)增效率,濃度過低會降低Taq酶的活性,擴(kuò)增產(chǎn)物少甚至擴(kuò)不出來,濃度太高會形成金屬螯合物,不利于PCR的進(jìn)行[12]。(4)引物濃度太低擴(kuò)增產(chǎn)物太少,太高會導(dǎo)致非特異性擴(kuò)增或引物之間形成二聚體[13-14]。

      2.3PCR-DGGE反應(yīng)體系優(yōu)化

      要獲得區(qū)分不同樣品的最大分辨率的DGGE圖譜,合理的凝膠梯度、變性劑梯度及電泳時(shí)間十分重要。利用合理的

      3討論與結(jié)論

      PCR-DGGE反應(yīng)涉及諸多因素,每個(gè)因素的反應(yīng)參數(shù)對整個(gè)體系的穩(wěn)定性和重復(fù)性都有影響,確定合適的反應(yīng)參數(shù)是確保土壤微生物分析準(zhǔn)確的前提。本試驗(yàn)采用單因素變化設(shè)計(jì),對各主要影響因素(模板DNA濃度、dNTPs濃度、Mg2+濃度、引物濃度)進(jìn)行優(yōu)化,得到人參根際土壤微生物PCR-DGGE反應(yīng)體系優(yōu)化結(jié)果:25反應(yīng)體系中DNA濃度52.5 ng、dNTPs濃度0.20 mmol/L、Mg2+濃度1.50 mmol/L、引物濃度4.8 μmol搭配效果最佳。

      本試驗(yàn)中細(xì)菌DGGE圖譜可以看出每個(gè)樣品均可分離出較多的條帶,其中不同的條帶代表不同細(xì)菌的基因片段,說明每個(gè)樣品都存在著豐富的細(xì)菌種類,并且每個(gè)樣品的分離條帶差異不明顯。真菌DGGE圖譜可以看出根際真菌與非根際真菌種類存在明顯差異,并且真菌種類隨著種植年限的增加而變少。人參的種植年限越高,其根際優(yōu)勢種群越少,病害越易發(fā)生,所以,真菌群落的動態(tài)變化與病害的發(fā)生存在著直接的關(guān)系。

      DGGE指紋圖譜能夠直觀地反映根際微生物的變化,它是一種能夠提供微生物群落結(jié)構(gòu)變化的研究方法,為了進(jìn)一步分析其多樣性,還需要對DGGE條帶進(jìn)行切膠回收、克隆測序,后續(xù)試驗(yàn)正在進(jìn)行當(dāng)中。另外,利用基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等方法,對木霉菌、病原菌、人參三方的互作關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步研究,了解群落中占優(yōu)勢種群、病原菌種群的變化趨勢,研制木霉菌新的生物制劑,會對人參病害的發(fā)生起到一定的預(yù)防作用,以期為克服人參連作障礙取得突破性進(jìn)展。

      參考文獻(xiàn):

      [1]王萌,嚴(yán)鑄云,何冬梅,等. 川芎內(nèi)生真菌PCR-DGGE分析條件的建立和優(yōu)化[J]. 華西藥學(xué)雜志,2013,28(4):335-337.

      [2]Amann R I,Ludwig W,Schleifer K H. Phylogenetic identification and in situ detection of individual microbial cells without cultivation[J]. Microbiological Reviews,1995,59(1):143-169.

      [3]Ceteciolgu Z,Ince B K,Kolukirik M,et al. Biogeographical distribution and diversity of bacterial and archaeal communities within highly polluted anoxic marine sediments from the Marmara Sea[J]. Marine Pollution Bulletin,2009,58(3):384-395.

      [4]Ning J,Liebich J,Kstner M,et al. Different influences of DNA purity indices and quantity on PCR-based DGGE and functional gene microarray in soil microbial community study[J]. Applied Microbiology and Biotechnology,2009,82(5):983-993.

      [5]Hovda M B,Lunestad B T,F(xiàn)ontanillas R,et al. Molecular characterisation of the intestinal microbiota of farmed Atlantic salmon(Salmo salar L.)[J]. Aquaculture,2007,272(1/2/3/4):581-588.

      [6]劉慧杰,楊彩云,田蘊(yùn),等. 基于PCR-DGGE技術(shù)的紅樹林區(qū)微生物群落結(jié)構(gòu)[J]. 微生物學(xué)報(bào),2010,50(7):923-930.

      [7]高崇洋,趙陽國,王愛杰,等. 耕作和施肥對不同深度黑土中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 微生物學(xué)報(bào),2010,50(1):67-75.

      [8]張國榮,龐立杰,董宇. 關(guān)于人參栽培可持續(xù)發(fā)展的思考[J]. 人參研究,2007,19(4):42-43.

      [9]Huang X,Tian Y,Luo Y R,et al. Modified sublimation to isolate phenanthrene-degrading bacteria of the genera Sphingomonas and Burkholderia from Xiamen oil port[J]. Marine Pollution Bulletin,2008,57(6/12):538-543.

      [10]楊華,宋緒忠,尹光天,等. 黃藤ISSR反應(yīng)體系的條件優(yōu)化[J]. 福建林學(xué)院學(xué)報(bào),2006,26(2):152-155.

      [11]Joshi S P,Gupta V S,Aggarwal R K,et al. Genetic diversity and phylogenetic relationship as revealed by inter simple sequence repeat(ISSR) polymorphism in the genus Oryza[J]. Theoretical and Applied Genetics,2000,100(8):1311-1320.

      [12]林萬明,林萬明. PCR技術(shù)操作和應(yīng)用指南[M]. 北京:人民軍醫(yī)出版社,1993:7-14.

      [13]李海生,陳桂珠. 紅樹植物海桑簡單重復(fù)序列區(qū)間(ISSR)條件的優(yōu)化[J]. 廣東教育學(xué)院學(xué)報(bào),2004,24(2):80-83.

      [14]Watanabe K,Kodama Y,Harayama S. Design and evaluation of PCR primers to amplify bacterial 16S ribosomal DNA fragments used for community fingerprinting[J]. Journal of Microbiological Methods,2001,44(3):

      2結(jié)果與分析

      2.1土壤微生物總DNA提取效果檢測

      土壤微生物總DNA的提取效果直接影響后續(xù)試驗(yàn),本試驗(yàn)用the Power Soil DNA extraction kit試劑盒,瓊脂糖凝膠檢測結(jié)果如圖1,條帶清晰。

      2.2PCR反應(yīng)體系優(yōu)化

      影響PCR擴(kuò)增效果的因素有多種,但DNA、dNTPs、Mg2+、引物的濃度在PCR反應(yīng)體系中的影響尤為重大。為

      此,本試驗(yàn)中采用單因素試驗(yàn)對其適宜的濃度進(jìn)行了優(yōu)化。(1)DNA濃度太低會降低分子碰撞的概率,擴(kuò)增產(chǎn)物不穩(wěn)定;濃度太高會增加非專一擴(kuò)增產(chǎn)物或出現(xiàn)彌散性條帶[10]。(2)dNTPs是PCR反應(yīng)的原料,濃度太低會過早消耗,無法繼續(xù)合成DNA,濃度太高會導(dǎo)致非特異性擴(kuò)增[11]。(3)Mg2+的主要作用是提高Taq酶的活性,適量的濃度會提高PCR的擴(kuò)增效率,濃度過低會降低Taq酶的活性,擴(kuò)增產(chǎn)物少甚至擴(kuò)不出來,濃度太高會形成金屬螯合物,不利于PCR的進(jìn)行[12]。(4)引物濃度太低擴(kuò)增產(chǎn)物太少,太高會導(dǎo)致非特異性擴(kuò)增或引物之間形成二聚體[13-14]。

      2.3PCR-DGGE反應(yīng)體系優(yōu)化

      要獲得區(qū)分不同樣品的最大分辨率的DGGE圖譜,合理的凝膠梯度、變性劑梯度及電泳時(shí)間十分重要。利用合理的

      3討論與結(jié)論

      PCR-DGGE反應(yīng)涉及諸多因素,每個(gè)因素的反應(yīng)參數(shù)對整個(gè)體系的穩(wěn)定性和重復(fù)性都有影響,確定合適的反應(yīng)參數(shù)是確保土壤微生物分析準(zhǔn)確的前提。本試驗(yàn)采用單因素變化設(shè)計(jì),對各主要影響因素(模板DNA濃度、dNTPs濃度、Mg2+濃度、引物濃度)進(jìn)行優(yōu)化,得到人參根際土壤微生物PCR-DGGE反應(yīng)體系優(yōu)化結(jié)果:25反應(yīng)體系中DNA濃度52.5 ng、dNTPs濃度0.20 mmol/L、Mg2+濃度1.50 mmol/L、引物濃度4.8 μmol搭配效果最佳。

      本試驗(yàn)中細(xì)菌DGGE圖譜可以看出每個(gè)樣品均可分離出較多的條帶,其中不同的條帶代表不同細(xì)菌的基因片段,說明每個(gè)樣品都存在著豐富的細(xì)菌種類,并且每個(gè)樣品的分離條帶差異不明顯。真菌DGGE圖譜可以看出根際真菌與非根際真菌種類存在明顯差異,并且真菌種類隨著種植年限的增加而變少。人參的種植年限越高,其根際優(yōu)勢種群越少,病害越易發(fā)生,所以,真菌群落的動態(tài)變化與病害的發(fā)生存在著直接的關(guān)系。

      DGGE指紋圖譜能夠直觀地反映根際微生物的變化,它是一種能夠提供微生物群落結(jié)構(gòu)變化的研究方法,為了進(jìn)一步分析其多樣性,還需要對DGGE條帶進(jìn)行切膠回收、克隆測序,后續(xù)試驗(yàn)正在進(jìn)行當(dāng)中。另外,利用基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等方法,對木霉菌、病原菌、人參三方的互作關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步研究,了解群落中占優(yōu)勢種群、病原菌種群的變化趨勢,研制木霉菌新的生物制劑,會對人參病害的發(fā)生起到一定的預(yù)防作用,以期為克服人參連作障礙取得突破性進(jìn)展。

      參考文獻(xiàn):

      [1]王萌,嚴(yán)鑄云,何冬梅,等. 川芎內(nèi)生真菌PCR-DGGE分析條件的建立和優(yōu)化[J]. 華西藥學(xué)雜志,2013,28(4):335-337.

      [2]Amann R I,Ludwig W,Schleifer K H. Phylogenetic identification and in situ detection of individual microbial cells without cultivation[J]. Microbiological Reviews,1995,59(1):143-169.

      [3]Ceteciolgu Z,Ince B K,Kolukirik M,et al. Biogeographical distribution and diversity of bacterial and archaeal communities within highly polluted anoxic marine sediments from the Marmara Sea[J]. Marine Pollution Bulletin,2009,58(3):384-395.

      [4]Ning J,Liebich J,Kstner M,et al. Different influences of DNA purity indices and quantity on PCR-based DGGE and functional gene microarray in soil microbial community study[J]. Applied Microbiology and Biotechnology,2009,82(5):983-993.

      [5]Hovda M B,Lunestad B T,F(xiàn)ontanillas R,et al. Molecular characterisation of the intestinal microbiota of farmed Atlantic salmon(Salmo salar L.)[J]. Aquaculture,2007,272(1/2/3/4):581-588.

      [6]劉慧杰,楊彩云,田蘊(yùn),等. 基于PCR-DGGE技術(shù)的紅樹林區(qū)微生物群落結(jié)構(gòu)[J]. 微生物學(xué)報(bào),2010,50(7):923-930.

      [7]高崇洋,趙陽國,王愛杰,等. 耕作和施肥對不同深度黑土中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 微生物學(xué)報(bào),2010,50(1):67-75.

      [8]張國榮,龐立杰,董宇. 關(guān)于人參栽培可持續(xù)發(fā)展的思考[J]. 人參研究,2007,19(4):42-43.

      [9]Huang X,Tian Y,Luo Y R,et al. Modified sublimation to isolate phenanthrene-degrading bacteria of the genera Sphingomonas and Burkholderia from Xiamen oil port[J]. Marine Pollution Bulletin,2008,57(6/12):538-543.

      [10]楊華,宋緒忠,尹光天,等. 黃藤ISSR反應(yīng)體系的條件優(yōu)化[J]. 福建林學(xué)院學(xué)報(bào),2006,26(2):152-155.

      [11]Joshi S P,Gupta V S,Aggarwal R K,et al. Genetic diversity and phylogenetic relationship as revealed by inter simple sequence repeat(ISSR) polymorphism in the genus Oryza[J]. Theoretical and Applied Genetics,2000,100(8):1311-1320.

      [12]林萬明,林萬明. PCR技術(shù)操作和應(yīng)用指南[M]. 北京:人民軍醫(yī)出版社,1993:7-14.

      [13]李海生,陳桂珠. 紅樹植物海桑簡單重復(fù)序列區(qū)間(ISSR)條件的優(yōu)化[J]. 廣東教育學(xué)院學(xué)報(bào),2004,24(2):80-83.

      [14]Watanabe K,Kodama Y,Harayama S. Design and evaluation of PCR primers to amplify bacterial 16S ribosomal DNA fragments used for community fingerprinting[J]. Journal of Microbiological Methods,2001,44(3):

      2結(jié)果與分析

      2.1土壤微生物總DNA提取效果檢測

      土壤微生物總DNA的提取效果直接影響后續(xù)試驗(yàn),本試驗(yàn)用the Power Soil DNA extraction kit試劑盒,瓊脂糖凝膠檢測結(jié)果如圖1,條帶清晰。

      2.2PCR反應(yīng)體系優(yōu)化

      影響PCR擴(kuò)增效果的因素有多種,但DNA、dNTPs、Mg2+、引物的濃度在PCR反應(yīng)體系中的影響尤為重大。為

      此,本試驗(yàn)中采用單因素試驗(yàn)對其適宜的濃度進(jìn)行了優(yōu)化。(1)DNA濃度太低會降低分子碰撞的概率,擴(kuò)增產(chǎn)物不穩(wěn)定;濃度太高會增加非專一擴(kuò)增產(chǎn)物或出現(xiàn)彌散性條帶[10]。(2)dNTPs是PCR反應(yīng)的原料,濃度太低會過早消耗,無法繼續(xù)合成DNA,濃度太高會導(dǎo)致非特異性擴(kuò)增[11]。(3)Mg2+的主要作用是提高Taq酶的活性,適量的濃度會提高PCR的擴(kuò)增效率,濃度過低會降低Taq酶的活性,擴(kuò)增產(chǎn)物少甚至擴(kuò)不出來,濃度太高會形成金屬螯合物,不利于PCR的進(jìn)行[12]。(4)引物濃度太低擴(kuò)增產(chǎn)物太少,太高會導(dǎo)致非特異性擴(kuò)增或引物之間形成二聚體[13-14]。

      2.3PCR-DGGE反應(yīng)體系優(yōu)化

      要獲得區(qū)分不同樣品的最大分辨率的DGGE圖譜,合理的凝膠梯度、變性劑梯度及電泳時(shí)間十分重要。利用合理的

      3討論與結(jié)論

      PCR-DGGE反應(yīng)涉及諸多因素,每個(gè)因素的反應(yīng)參數(shù)對整個(gè)體系的穩(wěn)定性和重復(fù)性都有影響,確定合適的反應(yīng)參數(shù)是確保土壤微生物分析準(zhǔn)確的前提。本試驗(yàn)采用單因素變化設(shè)計(jì),對各主要影響因素(模板DNA濃度、dNTPs濃度、Mg2+濃度、引物濃度)進(jìn)行優(yōu)化,得到人參根際土壤微生物PCR-DGGE反應(yīng)體系優(yōu)化結(jié)果:25反應(yīng)體系中DNA濃度52.5 ng、dNTPs濃度0.20 mmol/L、Mg2+濃度1.50 mmol/L、引物濃度4.8 μmol搭配效果最佳。

      本試驗(yàn)中細(xì)菌DGGE圖譜可以看出每個(gè)樣品均可分離出較多的條帶,其中不同的條帶代表不同細(xì)菌的基因片段,說明每個(gè)樣品都存在著豐富的細(xì)菌種類,并且每個(gè)樣品的分離條帶差異不明顯。真菌DGGE圖譜可以看出根際真菌與非根際真菌種類存在明顯差異,并且真菌種類隨著種植年限的增加而變少。人參的種植年限越高,其根際優(yōu)勢種群越少,病害越易發(fā)生,所以,真菌群落的動態(tài)變化與病害的發(fā)生存在著直接的關(guān)系。

      DGGE指紋圖譜能夠直觀地反映根際微生物的變化,它是一種能夠提供微生物群落結(jié)構(gòu)變化的研究方法,為了進(jìn)一步分析其多樣性,還需要對DGGE條帶進(jìn)行切膠回收、克隆測序,后續(xù)試驗(yàn)正在進(jìn)行當(dāng)中。另外,利用基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等方法,對木霉菌、病原菌、人參三方的互作關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步研究,了解群落中占優(yōu)勢種群、病原菌種群的變化趨勢,研制木霉菌新的生物制劑,會對人參病害的發(fā)生起到一定的預(yù)防作用,以期為克服人參連作障礙取得突破性進(jìn)展。

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