微生物多样性的研究方法概况_陈晶

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微生物多样性的研究方法概况

陈晶

(西南师范大学生命科学学院,重庆400715)

摘要:介绍了进行微生物多样性研究多种方法,将其简要划分为三大部分:1.经典纯培养技术的改进方法;2.现代分子生物学技术;3.上述两种方法的联合使用;并重点阐述了这些方法的优缺点,展望了微生物多样性研究方法的发展前景。

关键词:微生物;多样性;难培养;分子生物学方法;纯培养技术

中图分类号:Q93-31 文献标识码:A 文章编号:1004-311X(2005)04-0085-03

收稿日期:2004-10-17;修回日期:2005-04-05

作者简介:陈晶(1976-),女,硕士,讲师,研究方向:微生物生态学。

微生物对我们来说是一个即熟悉又陌生的名字。,对于大众来说,除了疾病和腐败外,对微生物几乎一无所知;许多专业的生物学家也忽视了对微生物的认识。事实上,微生物的总数约在105至106种之间,其生理代谢1类型、代谢产物、遗传基因及生态类型的多样性居生物之首。微生物多样性的研究已经应用于生命起源的探索[1],环境的保护治理[2],新型抗生素的筛选[3]等多种领域。

最早检测微生物的多样性是通过显微镜进行的。列文虎克利用显微镜观察菌体的形态使人们对微生物的研究成为可能;随后,科赫建立了微生物纯培养技术,人们除了可以对研

究对象进行形态观察外,还可对其生长所需的营养要求、环境条件和生长特性进行深入的研究。这一技术也成为研究微生物种群多样性的一个经典方法。但是,随着研究的不断进行,这一技术暴露出其最大的局限性)))平板计数异常(plate count anomaly),即只有少数的微生物能在实验室获得培养成功,许多微生物是难培养的,甚至是不能培养成功的,根据微生物种群的差别,可培养微生物的数量不超过总数的0.0001~15%。

1 改进后的纯培养方法应用于微生物多样性研究

1.1 针对可培养微生物进行的纯培养方法

Jassen [5]等人通过改进传统实验室培养技术使微生物培养能力得到了提高。他以土壤微生物为对象,设计试验使土壤细菌的培养能力提高至14.1%,其中平均活菌计数是总菌计

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数的64.3%。在该试验中,他对传统培养技术的改进体现在以下几个方面:1)土壤样品采用超声处理,使细胞团块打散分开程度大大高于玻璃珠法;2)用吉兰糖胶代替传统的凝固剂琼脂,并在培养基中加入了较大量的CaCl2;3)将微生物的培养时间大大延长至12周。此类方法要求这些微生物在实验室条件下是可以培养的,对于那些难培养微生物(uncultured m-i croorganism)和不可培养微生物(non-cultured microorganism)该方法无效。

1.2针对难培养微生物和不可培养微生物的原位培养法

当前,部分学者致力于提高微生物在平板上的培养能力。Kaeberlein认为实验室培养条件与微生物生活的自然环境相差过远,特别是培养基成分的前后变化是影响微生物实验室培养的一个关键因素。他以海洋微生物为样品,设计了原位培养技术(in si tu cultivation of environmental microorgani sm)[4]。在该实验中他采用潮间带海洋沉积物作为微生物生长所用的培养基,通过独特的扩散小室培养,获得数种在普通琼脂平板上无法获得的菌种。

法国科学家Sergei Winogadsky发明的winogad sky培养柱也可以看成利用原位培养方法进行厌氧微生物培养的一种方法[20]。它将污泥样品做适当处理后放入密闭容器中,其中不添加入任何化学试剂,只给予适当的光照,放置一个月左右时间后可获得大量的光合细菌。

1.3针对微生物群落进行的自动化鉴定技术-Biolog法

Biolog法是美国BIOLOG公司于1989年开发成功一种新型微生物鉴定方法[19]。该方法依据微生物在利用碳源过程中产生的自由电子与四唑盐染料可发生还原显色反应的原理,颜色的深浅表示微生物对碳源的利用程度。通过在一块微平板上同时测定微生物对不同单一碳源的利用能力(sole carbon source utilization,SCSU),来鉴定纯种微生物或比较分析不同的微生物群落。Biolog法可用于多种病原微生物鉴定和环境微生物群落的研究。通过Biolog法进行环境微生物研究无需分离培养纯种微生物,即可获得有关微生物群落总体活性与代谢功能的信息,最大限度地保留微生物群落原来的代谢特征,且灵敏度高,分辨力强,数据的读取与记录可以由计算机辅助完成。

但是,上述几种培养技术都存在一个不可逾越的缺陷)))根据微生物形态和营养条件要求进行分类不能完全准确的反映微生物之间的进化关系。例如,Kaeberlein也是通过16-SrRNA技术才确定其培养物中存在一些以前没有获得的新种。2分子生物学方法应用于微生物多样性研究随着重组DNA技术的出现和广泛应用,微生物种群小规模研究成为可能。它克服了传统培养方法的局限,可以从基因水平准确定位微生物的分类定位和种群关系。目前,鉴定微生物种群中的单个微生物体主要是采用PCR技术,直接克隆测序[22]和微生物基因组中特定靶标基因的测序[23]。

2.1以16SrRNA为靶标基因的PCR技术

16SrRNA基因做为靶标基因的PCR技术是目前最常采用的一种方法[6]。16SrRNA基因是细菌染色体上编码rRNA相对应的DNA序列,存在于所有细菌的染色体基因中。它的内部结构由保守区及可变区二部分组成,保守区为所有细菌所共同拥有,细菌间无明显差异;可变区在长期的进化过程中,因不时突变在不同的细菌间存在较大差异。两者互相交错排列。因此,可以设计不同的引物对所有细菌或特定细菌的PCR检测。16SrRNA基因的优点在于:(1)细胞中的含量较高,较易提取;(2)普遍存在于细胞中,除细菌外,也存在于衣原体、立克次体、支原体、螺旋体、放射菌等原核生物中;(3)编码16SrRNA的基因十分稳定;(4)相对分子质量适中,信息量大,易于分析。上万种生物的16SrRNA基因序列信息已经贮存于核糖体数据库计划里(Ribosomal Database Project,RDP),作为研究微生物多样性的标准工具[15]。但是,该技术操作程序中的多个步骤都会影响到最终鉴定的结果。因此,在操作中必须充分考虑样品微生物种群总DNA的提取是否完全,PCR反应步骤设计是否科学合理,实际酶反应情况与理论是否能达到完全一致等因素。另外一些用于研究微生物多样性的目标基因包括rpoB[11],gyrB[12],pmoA[13],cpn60[14],它们是一些代谢基因,主要涉及到小分子间的操纵和环境的影响因素。与16-SrRNA技术相比,这类基因与生物的联系更为紧密,所获得的系统发育学信息比RNA编码的16SrRNA结构基因更为丰富。因此,已成为各国学者日益关注的一类重要靶位基因。

以16SrRNA基因扩增子为基础的微生物种群分析的分子生物学方法还包括变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)[16,17],温度梯度凝胶电泳(temperature gra-dient gel electrophoresis,TGGE),限制片段多态性分析(restriction fragment length polymorphism,RFLP),荧光原位杂交(fluorescent in situ hybridization,FIS H)[18]等。这些方法可以快速对微生物种群进行分析,同时获得微生物种群的/指纹0。

目前应用较为广泛的是DGGE法。DNA分子解链过程主要发生在不连续的解链区,不同的解链区有其各自不同的解链温度。一旦达到相应的解链温度,所对应的DNA分子部分解链,从而停止在DGGE凝胶中的迁移,根据解链DNA分子在DGGE凝胶中的不同的电泳迁移率就可反映出样品中微生物种群分布情况。DGGE技术在研究微生物多样性方面优于rD-NA基因的克隆和测序技术,它可以定量或半定量的方式来显示微生物种群的组成,同时避免了带有相同插入片段的不同克隆的测序。将DGGE分析获得的分离片段转移至杂交膜,用种特异性或群特异性的寡核苷酸探针进行钩吊,可确定特定种的存在。此外,DGGE法还可直接对基因组DNA(碱基对数目多达上百万)进行分析。但是,DGGE技术需要的设备昂贵给它的广泛使用带来了一定的限制。

2.2以rDNA为靶位基因的限制酶切分析方法

扩增的rDNA限制酶切分析(Amplified ribosomal DNA re-s triction analysis,ARDRA)是美国发展起来的一项现代生物鉴定技术[7]。它根据原核生物rDNA序列的保守性,将扩增的rD-NA片段进行酶切,然后通过酶切图谱来分析细菌的多样性,可在16srRNA基因序列水平进一步区分细菌种间的差异。ARDRA技术区分不同16srDNA片段的精确性主要依赖所选用的限制性内切酶的种类和数量。另外,此技术与ERIC-PCR 或RAPD遗传指纹图技术相结合,可用于鉴定和分析一个自然种群中细菌菌株的多样性[8]。

2.3以ERIC序列为靶标基因的PCR技术

ERIC序列(Enterobacterial Repeti tive Intergenic Consensus Se-quence)最早在肠道细菌基因组中发现。该序列是一个非编码保守重复序列,长度为126bp。目前,在许多细菌基因组中都发现了ERIC序列,其拷贝数和定位依菌种差异而不同[21]。利用ERIC保守序列设计的引物对细菌DNA进行PCR扩增,可以得到反映细菌基因组结构特征的谱带,由此可在亚种和菌株水平鉴定细菌[9]。

2.4宏基因组(metagenome)的测序

近几年,宏基因组文库已逐渐成为研究土壤微生物多样性又一个重要的工具。它可提供了大量难培养和不可培养微生物的基因信息,这些信息是进行环境中难培养微生物的系统发育研究和功能研究所必需的[25]。如,Michelle等人利用BAC载体构建两个土壤微生物宏基因组文库[24],共获得超过1Gbp的DNA分子,通过对16SrRNA序列的分析发现,B AC文库中包括,低G+C%,革兰氏阳性的Acidobacterium,Cytophagales, Pr oteoba cte ria等多种微生物。由于微生物在环境样品中的含量低,且环境样品中通常含有大量影响对DNA进行分子操作的物质,有效地纯化环境样品中得到DNA是该方法的关键。

86生物技术第15卷第4期

3 纯培养技术与分子生物学技术结合应用于微生物多样性研究

Veljo [10]等人将传统的纯培养技术与分子生物学方法相结合来研究微生物多样性的问题。实验结果表明,纯培养技术、16SrRNA 基因库技术和PCR-DGGE 技术三者相结合可获得最多的操作分类单位(operational tazonomic uni ts,OTUs),从该实验中,Veljo 等人得出这样的结论:1)可培养的微生物数值比通过CFUs 和显微总菌计数法估计的数值要大,可达到50%(其估算标准主要以可培养微生物做为基础);2)传统的培养技术忽视了分类单元部分是可培养微生物数值较小的因素之一。

4 前景展望

在传统的微生物培养技术基础上对培养条件和培养环境进行改进,使实验室可培养微生物的比例明显提高;尤其是/原位培养0观念的提出,大大增加了实验室可培养微生物的数量和种类。

分子生物学技术的广泛应用,为微生物生物多样性的研究中提供了新的方法论。近几年来,微生物基因组学的迅速发展,为微生物多样性的研究注入了新的活力。对于那些难培养和不可培养微生物,直接通过获得基因组信息来判断其生态分布和功能将会是微生物多样性研究的一个新的突破点。

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油藏微生物及其在石油工业中的应用

向廷生,王莉,张敏

(长江大学地球化学系,教育部油气资源与勘探技术重点实验室,湖北荆州434023)

摘要:油藏是一种特殊环境,其高温、高压、高矿化度、无氧、多孔介质及其流体等因素对微生物的存活及生长繁殖都会产生明显影响。油藏极端环境对微生物群落结构组成和数量也会有大的影响。该文介绍了与微生物采油关系紧密的微生物群落的生理生化特征及其多样性。主要有烃降解菌、发酵菌、硫酸盐还原菌及产甲烷菌。还介绍了激活本源微生物和筛选外源微生物在提高石油采收率方面的应用。最后就分子生物技术在研究油藏中可培养微生物和未培养微生物中的应用进行了讨论。

关键词:油藏;极端微生物;分子生态学;提高原油采收率

中图分类号:Q936;Q938.1 文献标识码:A 文章编号:1004-311X(2005)04-0087-04

收稿日期:2005-03-16;修回日期:2005-07-11

基金项目:湖北省自然基金项目(2004ABA144);湖北省教育厅重点项目(2002A04010)

作者简介:向廷生(1963-),男,硕士,副教授,从事石油地质微生物方面的研究,E-mail:xiangtings heng@https://www.wendangku.net/doc/7a1044060.html, 。

微生物在油藏中生存或生长取决于生态系统中物理特性

和化学特性。不同类型的油藏构成了复杂多样的生态环境。油藏的温度一般在30~140e ,压力从几兆帕到数十兆帕,矿化度从淡水到含盐20%以上。油藏基质为结构尺寸变化多样的孔隙介质,孔隙介质中充满着油、气和水,随沉积环境不同,油、气、水性质差别很大。油藏在开发之前为封闭系统,油藏为一高度还原环境,主要存在厌氧微生物;在开发之后的注水

第15卷第4期:872005年8月 生 物 技 术BIOTECHNOLOGY

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常见的微生物检测方法

常见的微生物检测 方法

摘要：微生物的检测，无论在理论研究还是在生产实践中都具有重要的意义，本文分生长量测定法，微生物计数法，生理指标法和商业化快速微生物检测简要介绍了利用微生物重量，体积，大小，生理代谢物等指标的二十余种常见的检测方法，简要介绍了这些方法的原理，应用范围和优缺点。 概述： 一个微生物细胞在合适的外界条件下，不断的吸收营养物质，并按自己的代谢方式进行新陈代谢。如果同化作用的速度超过了异化作用，则其原生质的总量（重量，体积，大小）就不断增加，于是出现了个体的生长现象。如果这是一种平衡生长，即各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发生繁殖，从而引起个体数目的增加，这时，原有的个体已经发展成一个群体。随着群体中各个个体的进一步生长，就引起了这一群体的生长，这可从其体积、重量、密度或浓度作指标来衡量。微生物的生长不同于其它生物的生长，微生物的个体生长在科研上有一定困难，一般情况下也没有实际意义。微生物是以量取胜的，因此，微生物的生长一般指群体的扩增。微生物的生长繁殖是其在内外各种环境因素相互作用下的综合反映。因此生长繁殖情况就可作为研究各种生理生化和遗传等问题的重要指标，同

时，微生物在生产实践上的各种应用或是对致病，霉腐微生物的防治都和她们的生长抑制紧密相关。因此有必要介绍一下微生物生长情况的检测方法。既然生长意味着原生质含量的增加，因此测定的方法也都直接或间接的以次为根据，而测定繁殖则都要建立在计数这一基础上。微生物生长的衡量，能够从其重量，体积，密度，浓度，做指标来进行衡量。 生长量测定法 体积测量法：又称测菌丝浓度法。 经过测定一定体积培养液中所含菌丝的量来反映微生物的生长状况。方法是，取一定量的待测培养液（如10毫升）放在有刻度的离心管中，设定一定的离心时间（如5分钟）和转速（如5000 rpm），离心后，倒出上清夜，测出上清夜体积为v，则菌丝浓度为（10-v）/10。菌丝浓度测定法是大规模工业发酵生产上微生物生长的一个重要监测指标。这种方法比较粗放，简便，快速，但需要设定一致的处理条件，否则偏差很大，由于离心沉淀物中夹杂有一些固体营养物，结果会有一定偏差。 称干重法：

微生物检验方法验证方案

微生物限度检查方法（平皿法） 验证方案 目录 一、验证方案的制定 二、验证方案的起草与审批 三、微生物限度检查方法（平皿法）验证方案 1．验证目的和原理 2．验证方法步骤 3．试验实施 3.1试验前的准备 3.2验证试验操作 3.3试验结果 4．验证结果评价分析

5．附件 微生物限度检查方法（平皿法）验证文件一、验证方案的制定 二、验证方案的起草与审批 1验证方案的起草

2．验证方案的审核与批准 验证方案审核人：审核日期：年月日验证方案批准人：批准日期：年月日三、微生物限度检查方法（平皿法）验证方案 1．验证目的和原理 1.1 验证目的 为确认所采用的方法适合于该药品的细菌、霉菌、酵母菌数的测定，特制定本方案。验证过程应严格按照本方案规定的内容进行，若因特殊原因确需要变更时，应报验证委员会批准。 1.2 原理 通过比较试验4组中试验菌的恢复生长结果来评价整个检验方法的准确性、有效性和重现性。 2．验证方法步骤 2.1验证前的准备进行微生物限度检查方法（平皿法）验证前，所有的平皿和稀释剂都应该严格按照相关的灭菌程序消毒，以确保其对试验的结果没有影响。试验菌应包括G-、G+、酵母菌和霉菌类微生物以基本覆盖样品中可能存在的微生物。 2.2验证试验的操作计划用3个不同批号产品按照微生物限度检测方法进行平行试验，通过计算回收率来判断微生物限度检查方法是否对产品有影响。 2.3试验结果可接受标准用标准菌株评价方法“尿素维生素E乳膏的微生物限度检查”对检品中微生物的抑制性，试验结果应显示3次独立的平行试验中，稀释剂对照组的菌回收率应不小于70%，试验组的回收率也不低于70%。 3．试验实施 3.1试验前的准备 3.1.1主要仪器设备：高压蒸汽灭菌器、恒温烘干箱、净化工作台、生物安全柜、

中国微生物物种多样性研究进展_郭良栋.

生物多样性 2012, 20 (5): 572–580 Doi: 10.3724/SP.J.1003.2012.10129 Biodiversity Science http: //https://www.wendangku.net/doc/7a1044060.html, —————————————————— 收稿日期: 2012-06-13; 接受日期: 2012-08-10 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(30930005) ? 通讯作者 Author for correspondence. E-mail: guold@https://www.wendangku.net/doc/7a1044060.html, 中国微生物物种多样性研究进展 郭良栋* (中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室, 北京 100101) 摘要: 微生物是分布最为广泛的生命形式, 几乎分布到地球上的所有生境, 具有丰富的物种多样性。我国地域辽阔, 跨越热带至寒温带, 气候条件多样, 地理环境与生态系统类型复杂, 是世界上生物多样性最丰富的国家之一。我国已开展了大量微生物多样性研究, 并证实我国多样的生境蕴藏着丰富的微生物物种多样性。目前我国已报道真核微生物(菌物)约14,700种, 其中包括真菌约14,060种、卵菌约300种、黏菌约340种, 而真菌中有药用菌473种、食用菌966个分类单元。特别是近年来通过免培养的分子生物学技术发现我国存在丰富的原核微生物多样性。本文概述了传统方法和现代分子生物学技术在我国原核微生物(古菌、细菌)和真核微生物(真菌、卵菌、黏菌)物种多样性研究的最新进展。 关键词: 真核微生物, 原核微生物, 物种多样性, 培养方法, 分子技术 Progress of microbial species diversity research in China Liangdong Guo * State Key Laboratory of Mycology, Institute of Microbiology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101 Abstract: Microbes with rich species and genetic diversity are widely distributed throughout various habitats in the world. China possesses a variety of climate zones, geographic environments, and complex ecosystems, which play a large role shaping the complex biodiversity of this country. Microbial diversity has been widely studied and well documented by Chinese scientists. For example, a total of ca. 14,700 eukaryotic microbe species have been recorded, including ca. 14,060 fungi, ca. 300 oomycetes, and ca. 340 slime molds. Within the Fungi, there have been 473 medicinal fungal species and 966 edible fungal taxa recorded. However, re-cent studies have documented much high species diversity of prokaryotic microbes using molecular tech-niques, which have greatly promoted the study level of microbial diversity in China. This review paper sum-marizes recent research progress of microbial (i.e., archaea, bacteria, fungi, oomycetes, and slime molds) di-versity in China based on traditional and molecular techniques. Key words: eukaryotic microbe, prokaryotic microbe, species diversity, cultivation method, molecular technique 微生物是分布最为广泛的生命形式, 几乎分布到地球上的所有生境, 可利用各种有机化合物、无机盐等作为能源, 在有氧或无氧条件下, 在寒冷的极地、高达100℃的热泉或高盐碱度等极端环境中生活。微生物具有丰富的物种和遗传多样性, 并以高度的变异性适应不同的生境。作为生态系统中的重要组分, 微生物在自然界的物质与能量循环、生态系统的演替以及生物多样性的维持中发挥重要的生态功能。微生物与人类的生活休戚相关, 在直 接或间接地为人类提供了极其丰富的物质资源的同时, 也为人类带来了巨大危害。 Woese 和Fox(1977)以核糖体RNA(rRNA)的小亚基(原核生物的16S 、真核生物的18S 基因)序列为依据, 提出了独立于真细菌(Eubacteria)和真核生物(Urkaryotes)之外的第三种生命形式——古菌(Archaea), 认为它和真核生物以及真细菌是从一个具有原始遗传机制的共同祖先分别进化而来。随后Woese 等(1990)提出了三域(Domain)分类系统, 将

高通量测序：环境微生物群落多样性分析

(5)高通量测序：环境微生物群落多样性分析 微生物群落多样性的基本概念 环境中微生物的群落结构及多样性和微生物的功能及代谢机理是微生物生态学的研究 热点。长期以来，由于受到技术限制，对微生物群落结构和多样性的认识还不全面， 对微生物功能及代谢机理方面了解的也很少。但随着高通量测序、基因芯片等新技术 的不断更新，微生物分子生态学的研究方法和研究途径也在不断变化。第二代高通量 测序技术（尤其 是Roche 454高通量测序技术）的成熟和普及，使我们能够对环境微生物进行深度测序，灵 敏地探测出环境微生物群落结构随外界环境的改变而发生的极其微弱的变化，对于我 们研究微生物与环境的关系、环境治理和微生物资源的利用以及人类医疗健康有着重 要的理论和现实意义。 在国内，微生物多样性的研究涉及农业、土壤、林业、海洋、矿井、人体医学等诸多领域。以在医疗领域的应用为例，通 过比较正常和疾病状态下或疾病不同进程中人体微生物群落的结构和功能变化，可以 对正常人群与某些疾病患者体内的微生物群体多样性进行比较分析，研究获得人体微 生物群

落变化同疾病之间的关系；通过深度测序还可以快速地发现和检测常见病原及新发传 染病病原微生物。研究方法进展 环境微生物多样性的研究方法很多，从国内外目前采用的方法来看大致上包括以下四 类：传统的微生物平板纯培养方法、微平板分析方法、磷脂脂肪酸法以及分子生物学 方法等等。 近几年，随着分子生物学的发展，尤其是高通量测序技术的研发及应用，为微生物分 子生态学的研究策略注入了新的力量。 目前用于研究微生物多样性的分子生物学技术主要包 括:DGGE/TGGE/TTGE 、 T-RFLP 、SSCP、FISH 、印记杂交、定量 PCR、基因芯片等。 DGGE 等分子指纹图谱技术，在其实验结果中往往只含有数十条条带，只能反映出样品中少数 优势菌的信息；另一方面，由于分辨率的误差，部分电泳条带中可能包含不只一种 16S rDNA 序列，因此要获悉电泳图谱中具体的菌种信息，还需 对每一条带构建克隆文库，并筛选克隆进行测序，此实验操 作相对繁琐；此外，采用这种方法无法对样品中的微生物做 到绝对定量。生物芯片是通过固定在芯片上的探针来获得微

微生物检验(完整版)

微生物检验（完整版） 名解 微生物：是一群个体微小结构简单肉眼不能看见的微小生物的总称 种：亲缘关系较近的微生物群体在进化发育阶段上有一定的共同形态和生理特征 微生物学：生物学的一个分支是研究微生物在一定条件下的形态结构生理生化遗传变异特性及微生物的进化分类生态等生命活动规律以及微生物之间与人类动植物自然界互相关系的一门科学 抗生素：是由某些微生物在代谢过程中产生的能抑制或杀灭某些其他微生物和肿瘤细胞的微量生物活性物质 细菌素：是某些细菌菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质 条件致病菌：正常菌群在宿主体内具有相对稳定性一般不致病 消毒：指杀死物体上的病原微生物但不一定能杀死细菌芽孢的方法 灭菌：指杀灭物体上所有的微生物的方法 防腐：指防止或抑制微生物生长繁殖的方法 无菌：指没有货的微生物的存在 质粒：是细菌染色体外的遗传物质也是环状闭合的双联DNA分子比染色体小存在于细胞质中可自主复制 突变：是指细菌遗传物质的机构发生突然而稳定的改变所致的变异现象可遗传给后代 基因转移：外源性物质由供体菌转入受体细胞内的过程 基因重组：供体菌的基因进入受体菌细胞并在其中自行复制与表达或矛受体菌DNA整合在一起的过程 病毒：是一类个体微小结构简单只含一种核酸只能在活的易感细胞内以复制方式增殖的

非细胞型微生物 复制周期：病毒的增殖被人为分成吸附穿入脱壳生物合成装配成熟与释放七个步骤的完整过程 缺陷病毒：是指因病毒基因组不完整或因基因某一点改变而不能进行正常增殖的病毒 顿挫感染：病毒进入宿主细胞若细胞缺乏病毒复制所需的酶能量和必要成分等则病毒无法合成自身成分不能够装配和释放子代病毒的现象 干扰现象：两种病毒感染同一种细胞时可发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象 人工自动免疫：是将疫苗等免疫原接种于人体刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答使机体获得特异性免疫力 人工被动免疫：是指注射含某种病毒特异性中和抗体的免疫血清等一系列细胞因子是机体立即获得特异性免疫 干扰素：是由病毒或干扰素诱生剂作用于中性粒细胞成纤维细胞或免疫细胞产生的一种糖蛋白 致病性：一定种类的病原微生物在一定的条件下能在特殊的宿主体内引起特定疾病的能力半数致死量：在规定时间内通过一定途径能使一定体重或年龄的某种动物半数死亡或感染需要的最小病原体数量或毒素量 急性感染：发作突然病程较短一般是数天或数周 局部感染：病原体侵入机体后局限就在一定部位生长繁殖引起病变的一种感染类型 毒血症：致病菌侵入宿主体后只在机体局部生长繁殖病菌不进入血液循环但其产生的外毒素入血引起特殊的毒性症状 败血症：致病菌侵入血流后在其中大量繁殖并产生毒性产物引起全身性毒性症状 内毒素血症：革兰阴性菌侵入血流并在其中大量繁殖崩解后释放出大量毒素也可有病灶

食品中有害微生物快速检测方法概述

(一)、概述 食用被微生物污染的食品而导致的疾病，称作食源性疾病。导致这类疾病的微生物叫食源性致病菌。随着人们居住和卫生条件的不断改善，以及抗生素的滥用，人类对病菌的抵抗能力却在不断下降，食源性疾病一直呈上升的趋势。因此，对食品中致病菌的监测和检验也就越显示其重要性，常规的检验大多依靠培养目标微生物的方法来确定食品是否受到此微生物的污染，这些方法需要一定的培养时间，少则2～3天，多至数周，才能确定。而现行有效的一些快速检测方法不仅可以大大缩短检测时间提高微生物检出率并可用于微生物计数、早期诊断、鉴定等方面，以做到快速、简便、准确。快速方法包括了微生物学、分子化学、生物化学、生物物理学、免疫学和血清学等领域。 （二）、常见、常用的快速、简便的检测微生物数量的方法如下： 1、活细胞计数的改进方法 （1）、旋转平皿计数方法 （2）、疏水性栅格滤膜法（HGMF）或等格法（isogrid method） （3）、血膜系统（Pertrifilm） （4）、酶底物技术（ColiComplete） （5）、直接外荧光滤过技术（DEFT） （6）、“即用胶”系统（SimPlate） 2、用于估计微生物数量的新方法 （1）、阻抗法 （2）、A TP生物发光技术 3、其他方法 （1）、微量量热法 （2）、接触酶测定仪 （3）、放射测定法 （三）、食品中沙门氏菌的快速筛检方法 1、沙门氏菌显色培养基法 2、免疫学方法 3、分子生物学方法 4、自动传导法 （四）、大肠杆菌O157：H7快速检测方法 大肠杆菌O157：H7肠出血性大肠杆菌的主要血清型，自1982年在美国被分离并命名以来，陆续发现本菌与轻度腹泻、溶血性尿毒综合症、出血性肠炎、婴儿猝死综合症等多种人类病症密切相关，是食源性疾病的一种重要致病菌。E.coli O157：H7属于肠杆菌科埃希氏菌属，为革兰氏阴性杆菌，有鞭毛。近年来作为食品卫生及流行病学的研究热点，E.coli O157：H7的分离和鉴定方法已取得了较大进展。利用其生化特征、免疫原性建立的方法以及现代分子生物学技术的应用，可以从多方面对E.coli O157：H7进行检测。 1、E.coli O157：H7鉴别培养基及显色培养基 2、免疫学检测方法 3、分子生物学方法 （五）、金黄色葡萄球菌的快速检测方法 金黄色葡萄球菌为革兰氏阳性球菌，呈普通串状排列无芽孢，无鞭毛，不能运动。该菌在自然界中分布广泛，如空气、水、土壤、饲料和一些物品上，是最常见的化脓性球菌之一，食品受其污染的机会很多。金黄色葡萄球菌食物中毒是其肠毒引起的，目前已确认的肠毒素至少有A,B,C1,C2,C3,D,E和F8个型。由金黄色葡萄球菌肠毒素引发的中毒爆发事件，近年来

微生物研究技术与方法 重点大全要点

第一章绪论 课程主要内容： 1、微生物学研究技术发展 2、微生物材料的准备 3、微生物研究中的物理化学方法基础 4、微生物的观察与微生物分析法 5、细胞破碎方法及亚细胞物质分离 6、微生物育种技术 7、固相化技术与生物传感器 8、免疫学技术 9、微生物学研究的分子生物学技术 微生物学研究技术发展： 微生物学是整个生物学中第一门具有一套自己独特操作技术的学科，其技术的发展主要包括： 1、显微镜术和制片染色技术 2、消毒灭菌技术和无菌操作技术 3、纯种分离和克隆化技术 4、合成培养基技术；选择性和鉴别性培养技术 5、突变型标记和筛选技术；深层液体培养技术 6、菌种保藏技术 7、原生质体制备和融合技术 8、各种DNA重组技术等 第二章微生物材料的准备 第一节灭菌、消毒、除菌与无菌操作 掌握知识要点： 原理、方法、生物活性物质的除菌 无菌操作：意识、个人卫生、环境卫生、灭菌、接种等操作、保存 一、几个基本概念 控制害菌的措施： 1）杀灭法： ○1灭菌：彻底杀灭（杀菌、溶菌）——一切微生物 ○2消毒：部分杀灭——仅杀灭病原菌 2）抑制法： ○1防腐：抑制霉腐微生物 ○2化疗：抑制宿主体内的病原菌 1、灭菌：采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的 措施。例如：高温灭菌、辐射灭菌等。 2、消毒：消除毒害，即传染源、致病菌。一种采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或 内部一部分对人体或动、植物有害的病原菌，而对被消毒的对象基本无害的措施。例如：

常用的对皮肤、水果、饮用水进行药剂消毒的方法 对啤酒、牛奶、果汁和酱油等进行消毒处理的巴氏消毒法 1）巴氏消毒法（pasteurization） 2）煮沸消毒法 采用在100℃下煮沸数分钟的方法，一般用于饮用水的消毒。 3、防腐：利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，即通过抑菌作用防止食品、生物制品等对象发生霉腐的措施。 防腐的方法： ①低温：利用4℃以下的各种低温（0，－20，－70，－196℃）保藏食物、生化试剂、 生物制品或菌种等。 ②缺氧：可采用抽真空、充氮或二氧化碳、加入除氧剂等方法来有效防止食品和粮食 等的霉腐、变质而达到保鲜的目的。 除氧剂的种类很多，是由主要原料铁粉再加上一定量的辅料和填充剂制成，对糕点等含水量较高的新鲜食品有良好的保鲜功能。 ③干燥：采用晒干、烘干或红外线干燥等方法对粮食、食品等进行干燥保藏，是最常 见的防止霉腐的方法； 在密封条件下，用生石灰、无水氯化钙、无氧化二磷、氢氧化钾（或钠）或硅胶等作为吸湿剂，也可很好的达到食品、药品和器材等长期防霉腐的目的。 ④高渗：通过盐腌和糖渍等高渗措施来保存食物，是在民间早就流传的有效防霉腐的 方法。 ⑤高酸度：在我国和韩国等具有悠久历史的泡菜，就是利用乳酸菌的厌氧发酵使新鲜 蔬菜产生大量乳酸，借这种高酸度而达到抑制杂菌和防霉腐的目的。 ⑥高醇度：用白酒或黄酒保存食品，在我国有悠久传统，如：醉蟹、醉麸、醉笋和黄 泥螺等产品，都是特色风味食品。 ⑦加防腐剂：在有些食品、调味品、饮料、果汁或工业器材中，可加入适量的防腐剂 或防霉剂来达到防霉腐的目的，如： 用苯甲酸来使酱油防腐； 用尼泊金作墨汁防腐剂； 用山梨酸、脱氢醋酸作化妆品防腐剂； 用二甲基延胡索酸（DMF）作食品、饲料的防腐剂。 4、化疗——化学治疗 利用具有高度选择毒力即对病原菌具高度毒力而对宿主基本无毒的化学物质来抑制宿主体内病原微生物的生长繁殖，借以达到治疗该宿主传染病的一种措施。 用于化学治疗目的的化学物质称化学治疗剂，包括磺胺类等化学合成药物、抗生素、生物药物素和若干中草药中有效成分等。 要点： 1.灭菌：利用物理、化学方法杀死物体表面、内部全部的微生物。 2.消毒：杀死物体表面或内部有害微生物或使其钝化，使致病微生物不致病。 3.除菌：利用物理方法除去物体表面的微生物。

微生物之微生物多样性分析-DGGE

变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE） 普通的聚丙烯酰胺凝胶电泳只能通过片段大小不同在同一浓度的胶上电泳迁移率不同而分离不同的DNA片段，对于片段大小接近或相同的DNA片段无法做到有效地分离；DGGE(denaturing gradient gel electrophoresis) 即变性梯度凝胶电泳，是利用DNA在不同浓度的变性剂中解链行为的不同而导致电泳迁移率发生变化，从而将片段大小相同而碱基组成不同的DNA片段分开。 DGGE作为一种成熟的分子生物学技术被广泛应用于环境科学（土壤、海洋、河流、冰川、淤泥等）、医学（各种疾病治疗前后，病变部位微生物的差异）、人体（鼻咽、口腔、黏膜、肠道）等领域进行微生物多样性分析。 实验流程图： 实验结果 实验结果包括以下内容 1 引物设计 以下是DGGE中常用的引物，我们将根据客户的不同需求，进行针对性的引物设计。 引物序列（5’-3’）

细菌 16S V3 区扩 增引物 357-F-GC CGCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGGGG GCACGGGGGGCCTACGGGAGGCAGCAG 518r ATTACCGCGGCTGCTGG 引物 序列（5’-3’） 真核 18S V1-3区扩增引物 Euk1A CTGGTTGATCCTGCCAG EukA516r-GC CGCCCGGGGCGCGCCCCGGGCGGGGCGGGGGCA CGGGGGGACCAGACTTGCCCTCC 2 基因组DNA 抽提电泳检测图 针对客户的样本来源不同，我们针对性优化不同的基因组抽提方法，已达到提取效果最佳。 说明：1-8为样本所抽提基因组DNA，上样量3uL；M 为1kb Marker 上数第一条带为8 kb，中间的亮带为3kb，浓度为30ng/uL，其余为10 ng/uL。 3 目的片段PCR 检测 说明：1-8为样本，负为负对照（说明我们的实验没有污染，这对分子实验是至关重要的），上样量为5uL；M 为DL2000 Marker，上样量3uL。其中亮带为20ng/uL，其余为10 ng/uL。 Reconditioning PCR： 第一轮PCR 产物将会作为新的模板再进行少数循环的第二轮PCR 扩增，这叫做“Reconditioning PCR”。由于在“ Reconditioning PCR”的过程中引物和模板之

常见的微生物检测办法

精心整理 摘要： 微生物的检测，无论在理论研究还是在生产实践中都具有重要的意义，本文分生长量测定法，微生物计数法，生理指标法和商业化快速微生物检测简要介绍了利用微生物重量，体积，大小，生理代谢物等指标的二十余种常用的检测方法，简要介绍了这些方法的原理，应用范围和优缺点。 体积，是其在内外各种环境因素相互作用下的综合反映。因此生长繁殖情况就可作为研究各种生理生化和遗传等问题的重要指标，同时，微生物在生产实践上的各种应用或是对致病，霉腐微生物的防治都和他们的生长抑制紧密相关。所以有必要介绍一下微生物生长情况的检测方法。既然生长意味着原生质含量的增加，所以测定的方法也都直接或间接的以次为根据，而测定繁殖则都要建立在计数这一基础上。微生物生长的衡量，可以从其重

量，体积，密度，浓度，做指标来进行衡量。 生长量测定法 体积测量法：又称测菌丝浓度法。 取一 5为（ 可用离心或过滤法测定。一般干重为湿重的10-20%。在离心法中，将一定体积待测培养液倒入离心管中，设定一定的离心时间和转速，进行离心，并用清水离心洗涤1-5次，进行干燥。干燥可用烘箱在105℃或100℃下烘干，或采用红外线烘干，也可在80℃或40℃下真空干燥，干燥后称重。如用过滤法，丝状真菌可用滤纸过滤，细菌可用醋酸纤维膜等滤膜过滤，过滤后用少量水洗涤，在40℃下进行真空干燥。称干重发法较为烦琐，通常获取的微生物产品为菌体时，常采用这种方法，如活性干酵母

（activity dry yeast,ADY）,一些以微生物菌体为活性物质的饲料和肥料。 比浊法： 微生物的生长引起培养物混浊度的增高。通过紫外分光光度计测定一定波长下的吸 公司的紫外 OD600 或数法 血球计数板法: 血球计数板是一种有特别结构刻度和厚度的厚玻璃片，玻片上有四条沟和两条嵴，

微生物多样性研究进展

姓名：崔靖璞学号：2010212802 专业：生物科学 微生物多样性研究进展 摘要：微生物资源丰富,开发潜力巨大,是生命科学发展的主要动力之一.本文介绍了几种常用的研究微生物多样性的分子生物学技术,主要包括:16SrDNA测序、DGGE/TGGE/TTGE、T-RFLP、SSCP、FISH、印记杂交、定量PCR、基因芯片等,并对微生物多样性研究技术的未来发展进行了展望，同时本文也介绍几种微生物多样性的研究实验方法。 关键词:微生物多样性聚合酶链式反应基因芯片平板纯培养 微生物是地球上生物多样性最为丰富的资源,微生物资源的开发,是21世纪生命科学发展的主要动力之一.由于微生物的微观性,微生物多样性与其他高等生物相比有许多独特之处,包括:生存环境多样;生长、繁殖速度多样;营养、代谢类型多样;生活方式多样.微生物多样性的揭示与研究技术的发展和创新是密不可分的,研究技术的进步是微生物多样性研究向前发展的重要推动力量.近年来,随着微电子、计算机、分子生物学、物理、化学等技术的发展,微生物多样性研究技术也在吸收其他学科先进技术的基础上不断向前发展.各种研究方法的发展使得这种状况有了很大改观.现代分子生物学技术在微生物多样性研究上的应用克服了微生物培养技术的限制,能对样品进行较客观的分析,较精确地揭示了微生物种类和遗传的多样性.目前用于研究微生物多样性的分子生物学技术主要包括:16SrDNA 测序、DGGE/TGGE/TTGE、T-RFLP、SSCP、FISH、印记杂交、定量PCR、基因芯片等。 1核酸探针杂交技术 核酸分子杂交技术是20世纪70年代发展起来的一种分子生物学技术.该技术快速、灵敏、具有高度特异性,近年来被广泛应用于微生物多样性的研究中.用于微生物多样性研究的探针主要有三类:双链DNA、单链DNA和RNA以及寡核苷酸探针,杂交方式主要有荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)、全细胞杂交(whole-cell hybridization)、数量印迹杂交(quantitative dot blot)及生物芯片(biochip).对于环境微生物样品解析而言,最有意义的核酸杂交技术是原位杂交技术,在原位杂交技术中,应用最广泛的是荧光原位杂交技术。

微生物检测手段及注意事项

微生物检测手段及注意事项

微生物检测手段及注意事项 微生物的检测，无论在理论研究还是在生产实践中都具有重要的意义，本文对生长量测定法、微生物计数法、生理指标法和商业化快速微生物检测简要介绍了利用微生物重量，体积，大小，生理代谢物等指标的二十余种常用的检测方法，简要介绍了这些方法的原理，应用范围和优缺点。 一个微生物细胞在合适的外界条件下，不断的吸收营养物质，并按自己的代谢方式进行新陈代谢。如果同化作用的速度超过了异化作用，则其原生质的总量（重量，体积，大小）就不断增加，于是出现了个体的生长现象。如果这是一种平衡生长，即各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发生繁殖，从而引起个体数目的增加，这时，原有的个体已经发展成一个群体。随着群体中各个个体的进一步生长，就引起了这一群体的生长，这可从其体积、重量、密度或浓度作指标来衡量。微生物的生长不同于其他生物的生长，微生物的个体生长在科研上有一定困难，通常情况下也没有实际意义。微生物是以量取胜的，因此，微生物的生长通常指群体的扩增。微生物的生长繁殖是其在内外各种环境因素相互作用下的综合反映。因此生长繁殖情况就可作为研究各种生理生化和遗传等问题的重要指标，同时，微生物在生产实践上的各种应用或是对致病，霉腐微生物的防治都和他们的生长抑制紧密相关。所以有必要介绍一下微生物生长情况的检测方法。既然生长意味着原生质含量的增加，所以测定的方法也都直接或间接的以次为根据，而

测定繁殖则都要建立在计数这一基础上。微生物生长的衡量，可以从其重量，体积，密度，浓度，做指标来进行衡量。 1. 微生物计量法 1.1 体积测量法 又称测菌丝浓度法，通过测定一定体积培养液中所含菌丝的量来反映微生物的生长状况。方法是，取一定量的待测培养液（如10 mL）放在有刻度的离心管中，设定一定的离心时间（如5 min）和转速（如5000 rpm），离心后，倒出上清夜，测出上清夜体积为v，则菌丝浓度为（10-v）/10。菌丝浓度测定法是大规模工业发酵生产上微生物生长的一个重要监测指标。这种方法比较粗放，简便，快速，但需要设定一致的处理条件，否则偏差很大，由于离心沉淀物中夹杂有一些固体营养物，结果会有一定偏差。 称干重法 可用离心或过滤法测定。一般干重为湿重的10~20%。在离心法中，将一定体积待测培养液倒入离心管中，设定一定的离心时间和转速，进行离心，并用清水离心洗涤1~5次，进行干燥。干燥可用烘箱在105 ℃或100 ℃下烘干，或采用红外线烘干，也可在80 ℃或40 ℃下真空干燥，干燥后称重。如用过滤法，丝状真菌可用滤纸过滤，细菌可用醋酸纤维膜等滤膜过滤，过滤后用少量水洗涤，在40 ℃下进行真空干燥。称干重发法较为烦琐，通常获取的微生物产品为菌体时，常采用这种方法，如活性干酵母（Activity Dry Yeast, ADY）,一些以微生物菌体为活性物质的饲料和肥料。

微生物种群的鉴定方法选择

目前用于湿地微生物群落结构分析的技术主要有平板计数法、荧光染色法、Biolog微平板分析、微生物醌指纹法、磷脂脂肪酸(PLFA)谱图、荧光原位杂交(FISH)技术等。近年来，变性梯度凝胶电泳、随机扩增多态性DNA标记、单链构象多态性等方法在湿地研究中也开始应用，对湿地中微生物的研究起到显著的推动作用。以期为利用现代分子技术研究人工湿地中微生物种群净化机理提供参考。 1 PCR-DGGE(Polymerase Chain Reac-tion and Denaturing Gradient Gel Electro-phoresis) 1.1 DGGE 原理 DGGE(变性梯度凝胶电泳)技术是由Fischer和Lerman于1979年最先提出的，主要是用于检测DNA突变的一种电泳技术。1993年Muzyers等首次将DGGE 技术应用于分子微生物学研究领域。DGGE利用序列不同的DNA片段在聚丙烯酰胺凝胶中解链温度不同的原理，通过梯度变性胶将DNA分开。与其它电泳系统相比，它不是基于核酸分子量的不同将DNA片段分开，而是根据序列的不同将片段大小相同的DNA序列分开。当双链DNA分子在含梯度变性剂(尿素、甲酰胺)的聚丙烯酰胺凝胶中进行电泳时，其解链的速度和程度与其序列密切相关，相同碱基对数目的双链DNA分子由于碱基对组成的不同，解链所需要的变性剂浓度也不同，当某一双链DNA序列迁移到变性凝胶的一定位置，并达到其解链温度时,即开始部分解链，解链程度越大，迁移阻力大，DNA分子的迁移速度随之减小，产生的迁移阻力与电场力相平衡时，具有不同序列的DNA片段则停留于凝胶的不同位置，形成相互分开的条带图谱。理论上只要选择的电泳条件足够精细，最低可检测到只有1个碱基差异的DNA片段。 1.2 PCR-DGGE 在人工湿地研究中的应用 1.2.1 微生物数量、丰度及多样性 Dong等用PCR-DGGE技术鉴别分析用来处理猪圈废水的湿地基质中微生物的情况，得出菌种的分布与总磷、硝酸盐、磷酸盐的浓度显著相关，从进水到出水中微生物的多样性及丰度显著降低，其优势种为Pseudomonas sp.(假单胞菌), Arthrobac-ter sp.(节细菌属), Bacillus sp.(杆状菌)。通过系统发育分析表明一部分16S rRNA的基因序列与不可培植的反硝化细菌具有极大的相关性，而这些反硝化细菌的活动对湿地中氮的去除起着重要的作用。Yin等利用DGGE技术分析处理受污染景观湖水的三个水平潜流湿地中微生物的多样性、总的微生物群落的改变以及氨氧化细菌的组成。通过PCR对携带单加氧酶的基因序列进行扩增，得出季节的变化对微生物群落的多样性和组成具有影响；序列分析说明湿地中氨氧化细菌是不可培养的，其菌群中含有大量的亚硝化单胞菌类似序列。Guo等利用

土壤微生物研究方法

Pedobiologia50(2006)275—280 ?Corresponding author.Tel.:+14062434254. E-mail addresses:philip@https://www.wendangku.net/doc/7a1044060.html,(P.W.Ramsey), matthias@https://www.wendangku.net/doc/7a1044060.html,(M.C.Rillig),kevinferis@https://www.wendangku.net/doc/7a1044060.html, (K.P.Feris),bill.holben@https://www.wendangku.net/doc/7a1044060.html,(W.E.Holben), jim.gannon@https://www.wendangku.net/doc/7a1044060.html,(J.E.Gannon).

treatment effects(Widmer et al.,2001;Ritchie et al.,2000).The relative power of each to elucidate treatment effects has rarely been com-pared.In one study,PLFA was demonstrated to be more sensitive than CLPP and a PCR-based method (guanine plus cytosine ratio)to changes in MCS across a gradient of grassland management inten-sities(Grayston et al.,2004).In another study,the ability of PLFA and a molecular method,length heterogeneity PCR(LH-PCR),to resolve the effects of tillage and ground cover on MCS were compared using discriminant analysis(Dierksen et al.,2002). In that study,the inclusion of molecular data into the discriminant analysis did not improve predic-tive power of the analysis above that which was achieved using PLFA data alone.This study raises the hypothesis that using a polyphasic approach to detect change in MCS is no more useful than PLFA data alone.Here,we tested this hypothesis by searching for studies that used PLFA in conjunction with CLPP or PCR-based methods in order to evaluate the question:Has CLPP or a PCR-based method been used to detect a treatment effect on MCS that was not also detectable by PLFA? Searches of the Web of Science and CSA Illumina databases with various combinations of the words PLFA,FAME,CLPP,fatty acids,T-RFLP,Biolog s, DNA,PCR,16s,rDNA,DGGE,TGGE,gel electro-phoresis,soil,community structure,and polyphasic returned53studies that used PLFA in conjunction with CLPP or PCR-based methods to identify treatment effects on MCS.While not exhaustive, the highest impact factor soils journals were among the journals included(see references in Table1). Therefore,the sample should represent the current state of knowledge.Papers in which PCR-based methods were used to track speci?c populations either by DGGE band excision and sequencing or by the use of primer sets speci?c to phylogenetic groups were not considered to be demonstrations of change in MCS unless including a general test of signi?cant difference(or correlation)at the total community level. No studies were found where CLPP or PCR-based analyses were used to differentiate a treatment effect on soil MCS that was not also identi?ed by PLF A of the same samples.Conversely,in14of32 studies(44%),PLF A differentiated treatments that were not resolved by CLPP analysis of the same samples.In5of25studies(20%),PLF A differentiated treatments that were not resolved by a PCR-based method.These studies are arranged categorically in T able1.In the?ve studies where PCR-based methods were unable to detect differences detected by PLF A,the speci?c PCR-based methods used were LH-PCR,DGGE(twice),RISA,and DNA RAPD(Dierk-sen et al.,2002;Thirup et al.,2003;Leckie et al., 2004;Ritz et al.,2004;Suhadolc et al.,2004).If the MCS changes detected by PLFA are real in all cases, our analysis implies that studies using only CLPP or a PCR-based method incur a type II error rate of approximately44%and20%,respectively. Of the three general strategies for detecting MCS changes,PCR-based methods are used in a higher proportion of studies than PLFA or CLPP(Fig.1), probably because PCR-based methods offer the greatest potential for characterization of under-lying population level changes.However,the power of PCR-based methods to resolve treatment effects on the total soil microbial community may be limited compared to PLFA because less statistically relevant information can be gained from pattern analysis of PCR-generated?ngerprint patterns than from PLFA pro?les.One explanation of this is that in a typical DGGE analysis,20–50detectable and quanti?able bands may vary in intensity by one or two orders of magnitude(due to detection and imaging limitations),while in a typical PLFA pro?le more than70continuous variables(PLFA peaks)can be detected in concentrations ranging over at least 3orders of magnitude.Further,quantitative estimates of population densities gleaned from community level analyses must be considered carefully due to so-called‘‘PCR bias’’introduced by the exponential ampli?cation of DNA targets. Rarefaction analysis of molecular data allows estimates of relative population abundance within a sample(e.g.Basiliko et al.,2003).Still,quanti-?cation of change in the abundance of individual populations requires support from additional ana-lyses,such as species/group speci?c quantitative PCR(Yu et al.,2005). CLPP produces large numbers of continuous variables and so should be highly sensitive to change in MCS.However,CLPP requires growth of microbes on carbon substrates in microtiter plates (i.e.metabolism).Many organisms present in soil will not grow in the wells and,conversely,organ-isms growing in the wells may not have been active in the soil.Also,not all substrates catabolized by soil microbes are represented.Thus,CLPP probably loses sensitivity due to a bias toward under-representing metabolic diversity. It hence appears that PLFA offers the most powerful approach to demonstrating change in MCS,and that monophasic studies relying on CLPP or PCR-based methods are prone to high type II error rates.On the other hand,PLFA offers limited insight into changes in speci?c microbial popula-tions.While certain PLFAs can be used as biomar-kers for speci?c populations(White and Ringelberg, 1998),the resolution of population level change P.W.Ramsey et al. 276