分子生物技术在环境工程微生物领域中的应用论文_黑晓明,张文静,王旭

分子生物技术在环境工程微生物领域中的应用论文_黑晓明,张文静,王旭

吉林东北煤炭工业环保研究有限公司 吉林长春 130062

摘要:由于环境微生物的可培养性差,传统的培养技术能分离培养的微生物只占环境微生物总数的0.1%一10%,因此,传统的培养技术不适用于环境微生物群体组成和结构的分析。近年来,人们运用微生物生物化学分类的一些生物标记来进行环境样品中的微生物种群和多样性分析 ,包括微生物醌指纹法 、脂肪酸指纹法 和核酸指纹法。其中核酸指纹法在分子生物学技术中得到广泛的应用。本文介绍了分子生物技术概况,分析了分子生物技术在环境工程微生物中的应用。

关键词:微生物;环境工程;技术

微生物学是各学科紧密相关的交叉学科,可以为各学科的发展提供支持。通过对分子生物技术在微生物领域中的研究,与环境工程、微生物等学科结合后,在新领域中对其应用价值进行有效探讨,进而在分子生物技术的微生物领域获得一种多学科协调研究的理论研究保障,并通过环境工程和微生物技术相互协调研究,获得在分子生物学科中崭新的应用价值,对环境工程微生物领域具有现实指导意义。

一、分子生物技术概况

1.PCR核酸技术。PCR核酸技术是构成分子生物技术的核心技术,也是整个技术中最具有广阔应用前景的一项实用技术。PCR核酸技术由三部分构成:PCR-SSCP技术、PCR-DGGE技术及PCR-RFLP技术。一是 PCR-SSCP技术是PCR核酸技术的一个重要构成,通过将银染方法技术和荧光检测技术结合研究,对SSCP凝胶DNA谱带结构的高效率方法进行合理优化分析,使整个SSCP凝胶DNA谱带结构获得保障,进而通过检测分析提取的环境样品的试验对应内容,通过提取出环境样本中的DNA组别对整个试验后续过程进行有效分析。二是PCR-DGGE技术是对生命物理学内容的实际应用,按照一定顺序检测生命物质碱基,获得变性试剂解链不同的内容物质反映,对样本进行检测,达到研究目的。可以从环境样本中提出相关样本基因组别的DNA,为后续试验提供样本。按照PCR扩增原理扩增样本DNA数量,保障目标基因组的数量。三是PCR-RFLP技术虽然也属于PCR核酸技术,但与上述两种技术相比有较大不同。PCR-RFLP技术通过利用限制性核酸内切酶,对不同位置在特异的位点上结合,进行有关的DNA识别,通过识别试验了解DNA的双链结构,分析整个试验。这项试验的具体操作方法是通过在被当作引物的物质内,单独添加项目标记,使这个标记项目具有位置的一定性,这项标记可以在后续实验中作相应的类型对比参照,在进行DNA结构切割实验的过程时,需要对样本内采用相应的限制性核酸内切酶,得到相应的DNA双链片段。

2.PCR的测线技术研究。微生物环境技术研究需要按照生物学有关内容,利用分子生物技术使微生物环境中能偶分离出一些崭新的、有价值的研究群体或不同类型种类的生命特征。因而对微生物环境中各品种、各类别和种类的确定,可以为新微生物群体的发现提供有力的技术保障,使PCR测序技术能够在微生物环境检测中发挥实际应用价值。

3.基因探针测试技术的研究。基因探针是通过对微生物环境中的特异性研究,对单链DNA的片段进行序列研究,在结合解链的相关操作步骤中,根据碱基结构生物学的互补原理,对微生物环境中提取的样品进行相应交互反应对照观察。在提取的微生物样本中微生物基因探针上进行相应位置标记,可以在微生物繁殖过程中进行有效对比观察,使微生物环境中生物技术的发展获得有效、直观的保障。

二、分子生物技术在环境工程微生物中的应用

1.环境排放对微生物多样性的影响。自然环境中存在数量众多的生物种类,生物结构和类型存在很大不同。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆众多生物的结构微小,不容易被直接观察到,却广泛地生存在生物介质如河流的底泥、污水等处,这些被统称为微生物。随着工业的快速发展,环境污染逐渐加重,使微生物的生物学结构发生一定程度变化。在保障环境治理的同时,也要对微生物进行观察和了解,通过与环境因素的有效结合,使微生物研究获得有研究价值的资料。要了解环境首先要从环境的生物群上进行研究,要治理环境就要从环境工程的微生物群种中进行研究,选取相应方法技术,提供有价值的研究数据。在生活、生产中的垃圾排放要进行管理和规划,控制垃圾排放对微生物生物结构变化产生的影响,保障微生物群的多样性和生物学良性发展。

2.对污染物的降解作用。随着现代经济的发展,工业水平的不断加强,环境污染问题也越来越显著,污染废弃物的降解和处理成为了当今环境问题的重要内容。这些污染物的产生使得我们整个生活和工作环境遭到严重破坏,不利于人们的健康生存。如今的污染物因为大量化学产品的出现变得难以降解,处理起来非常困难。所以研制新型的处理污染物的方法迫在眉睫,分子生物技术的出现和发展为这些难题的解决提供了一定的策略,渐渐地引起人们的重视。如今利用分子生物技术来进行环境的治理和保护成为时代发展的要求,并且利用微生物修复降解污染物,对受到污染的水体或者是土壤进行治理已经越来越表现出重要性和迫切性。不少专家和学者开始在自然界的微生物环境中寻找具有降解效益的微生物种群,渐渐地把解决环境污染的工作由化学物品的使用向微生物无公害的产品降解方法上转变。并且如今的现实问题让我们注意到环境中存在着一些传统的方法造成的不理性的虽然达到降解目的,但是却破坏了生态平衡的现象。所以为了适应环境的修复问题,要对具有较强降解能力,但是很难养的微生物进行全面的了解,并筛选更多的具有重要作用的微生物群种。对各种各样的细菌的基因的分布和表达进行了解,从生态水平上认识分子生物技术在环境污染问题上的重要作用。

3.石油降解技术应用。现代工业呈现出以往无法比拟的发展态势,能源的损耗也百倍于以前的速度,但是有发展就有污染是不可避免的事实,为了贯彻可持续发展政策,进行生态环境的保护和改善,进行环境污染的治理成为工业发展过程中最常见的工作流程。目前分子生物技术快速发展,也渐渐涉及到环境治理的领域中来,其中石油污染是环境污染治理中最困难的一项,把分子生物技术应用到石油降解的工作上来是时代的要求,也是时代的进步。目前石油的污染主要有:石油工业的工业废水排放、海上油船的泄漏、日常生活中石油化工用品的废弃等,在污染生活环境的同时对自然界中的生物和人类本身造成了巨大危害。为了更好地解决石油污染问题,研究人员不厌其烦地进行广泛而深入的研究,并积极寻求可靠、经济又有效的治理方法。在所有的设计方法中,分子生物技术相对来说具有其他技术所不存在的优点比如降解效果强、处理成本低、操作相对简单,不会产生二次污染等,使其在众多的技术中脱颖而出,受到专家和学者的一致好评,并大力地进行研究,把分子生物技术应用到石油的污染治理上,大幅度促进了石油企业的发展,也使分子生物技术在石油产业链中占据了一定的地位和作用。

三、结束语

总之,环境工程微生物领域是微生物领域里的重要的组成部分,要进行环境工程在微生物领域的突破性发展,分子生物技术作为一项新兴的科学技术具有很大的应用价值,会在不同的技术水准上给环境微生物的发展提升一个重要的平台。随着目前经济的发展,城市化水平加快,出现了城市污水的处理、工业残渣的清除或是再利用的要求,生物分子技术的成熟也给这些问题的解决提供了一定的技术支持和变化。

参考文献

[1]王晓谊,齐鸿雁.微生物生态学研究方法进展[J].生态学报,2013(5).

[2]张 悦,等.分子生物技术在污水处理系统内硝化菌群研究中的应用[J].应用与环境生物学报,2014(1):135-142.

[3] 冯 炘,解玉红,等.PCR-DGGE 技术及其在环境微生物领域中的应用[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2013(6):227-234.

论文作者:黑晓明,张文静,王旭

论文发表刊物:《基层建设》2016年16期

论文发表时间:2016/11/14

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