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如何将微生物群落与其功能联系起来是环境微生物生态学研究中的一个重要课题。本课题的探索可以丰富人们对微生物功能多样性的认识,在农业、工业、环境和医药等领域有着广阔的应用前景。过去,具有特殊功能的微生物通过实验室培养得到分离和鉴定,但只能在实验室中培养出总数量的0.1%-1%的微生物。有关微生物功能的大量信息尚不清楚。近年来,稳定同位素标记技术与分子生物学技术相结合,发展了稳定同位素探测技术,可用于识别各种环境中的微生物群落成分,同时确定其在环境过程中的作用。它可以提供大量关于复杂群落中微生物相互作用和代谢功能的信息,从而使微生物群落与其功能密切相关,具有广阔的应用前景。当然,稳定的同位素标记化合物是这项技术不可或缺的。

SIP技术的过程

SIP的基本工艺如下: 在原地或微观暴露于稳定的同位素标记衬底物,这些样品中的一些微生物可以利用衬底物中稳定的同位素标记化合物作为物质代谢和自身生长需要的碳或氮来源。然后,稳定同位素可以吸收和吸收到微生物中,并参与某些物质的生物标记物的合成,如核酸(DNA和RNA)和磷脂脂肪酸(PLFA)(这也被称为DNA稳定同位素探测,RNA稳定同位素探测和PLFA稳定同位素探测)。最后,通过提取、分离和纯化,分析了这些微生物稳定的同位素标记生物标志物,以了解微生物在环境中的关系。图中显示了SIP方法的流程图。1 [1] .

无花果。1SIP方法流程图(以DNA稳定同位素探测为例)。

同位素标记化合物在SIP中的应用

在现有的SIP实验中, 13 c标记化合物主要用作标记物。主要有三类 13 c标记复合矩阵: 13 公司 2 , 13 C-甲基化合物(例如 13 总经理 4 , 13 总经理 3 哦, 13 总经理 3 及 13 总经理 3 和 13 C-氢碳(例如 13 C-醋酸, 13 C-葡萄糖, 13 咖啡因, 13 C-萘, 13 C-苯 13 C-甲苯, 13 c-酚, 13 丙酸c)。选择 13 C-矩阵可能取决于研究的目的。例如, 13 公司 2 主要用于研究水稻田植物微生物在陆地生态系统循环、土壤碳周转率、产甲烷机理和产甲烷菌等方面的相互作用。 13 C-甲基化合物主要用于研究甲基营养细菌(甲烷营养细菌、甲烷营养细菌、甲烷营养细菌)。 13 C-碳氢化合物主要用于研究多氯联苯、多环芳烃和其他有机污染物的生物降解过程和机理。与此同时,参与核酸、磷脂和脂肪酸大分子合成的其他稳定同位素标记化合物 体内的 ,例如 15 N, 18 哦, 2 有标记的化合物,也有可能被用作SIP实验的标记。尤其是, 15 N标记化合物可用于研究各种微生物官能团及其在氮生物地球化学循环中的相互作用。 [2] .