PCR-DGGE用于水产品的微生物多样性研究开题报告

 2022-07-14 21:27:35

1. 研究目的与意义

微生物多样性是指生命体在遗传、种类和生态系统层次上的变化。与其他生物类群相比,其多样性有很多独特之处。如生长繁殖速度多样、营养代谢类型多样、生活方式多样、基因组大小和数目多样、DNA序列结构多样、遗传背景多样、遗传物质化学组成多样等。因此开展生物多样性的研究,对环境系统中优势菌群和功能菌群的理解将具有特殊的指导意义。目前,微生物多样性解析技术的发展可以分为3个阶段:依赖传统的微生物分离培养法,依靠形态学、培养特征、生理生化特性的比较,解析微生物的群落结构多样,但是该方法不够全面且具有一定的选择性;通过对微生物化学成分的分析,总结并建立了一些微生物分类和定量的方法,即生物标记物方法,此时人们对微生物多样性的认识进入到较客观的层面上;以DNA/RNA为目标物的现代分子生物学技术的兴起,比较精确地揭示了微生物种类和遗传的多样性,为发现新的重要微生物功能类群提供可靠的依据。其中,基于分子标记的变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis DGGE)技术能够高效地获取环境样品中微生物群落指纹和特征性核普酸序列,用于确定微生物多样性和分类地位,揭示和丰富了生态环境的微生物资源。在一定程度上,突破了环境微生物多样研究的瓶颈,促进了微生物分子生态学的研究进程,成为微生物多样性和动态变化的分子检测工具之一,广泛用于微生物多样性的研究。

近年来,我国一直是世界水产养殖大国和水产品贸易大国,水产品的养殖产量占全世界的70%,水产品出口额连续6年居世界首位。2006年,黄渤海等优势区域内养殖大黄鱼等六大优势水产品养殖总产量达682万吨,占全国同类产品的49%。优势水产品养殖聚集度明显提高,其中大黄鱼、罗非鱼和鳗鲡的集中度已超过80%。由于水产品是人类最重要的优质健康动物蛋白源之一,因此备受人们的关注和喜爱。然而新鲜水产品肌肉蛋白中水分含量高、组织脆弱、天然免疫物质少、不饱和脂肪酸易氧化以及可溶性蛋白质含量高,因此比一般的动物肉组织更容易腐败。所以控制水产品的微生物数量和种类,延长货架期,具有重要的社会效益与经济效益。只有研究出水产品变质的微生物种类,才能在其贮藏过程中进行品质变化的监控,从而对水产品的腐败变质实现靶向抑制,这是提高再加工水产品技术的前提和保障。20世纪末,国外学者通过对冷藏水产品中腐败微生物的长期研究发现,腐败变质的水产食品所含微生物中某几类微生物参与腐败过程,因此提出了特定腐败菌(SSO)。所以保鲜技术包装条件的提高是水产品创汇的重要因素,其主要通过改变抑制SSO来实现的。

2. 研究内容和预期目标

研究内容:为探讨复合保鲜剂的作用机理和延长水产品货架期,应用聚合酶链式反应(PCR)一变性梯度凝胶电泳(DGGE)指纹技术研究复合保鲜剂对水产品贮藏期间微生物种群多样性演替规律的影响。DGGE图谱表明,产品在贮藏初期具有丰富的微生物群落,说明污染微生物的多样性,但经过一段时间后,只有少数种类细菌存活并最终成为主导菌群;通过对水产品DGGE图谱上的主要条带进行测序分析,获得多种细菌。比较对照组与复合保鲜剂处理组在腐败后期的特定腐败微生物种类。

关键问题:水产品中的微生物污染是影响产品货架期和贮藏加工性能的重要因素,研究与分析水产品冷藏期间的微生物种类与数量,对水产品的开发利用具有重要意义。最近几十年间,国外专家学者已对新鲜、冷藏过程和腐败鱼类的细菌开展过部分研究工作,国内也有少部分相关报道。然而长期以来,人们研究微生物多样性只局限于一部分能够分离培养的微生物种类,而对其中大量的未培养微生物不能深入研究,研究结果具有很大片面性,也不能全面反映微生物群落的真正状态。1993年Muzyers等首次将变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresisDCCE)技术应用于分子微生态学研究领域,并证实了这种技术在揭不自然界微生物区系的遗传多样性和种群差异方面具有独特的优越性,可很好地反映微生物的多样性。该法避免了经典微生物技术在微生物多样性变化研究中的局限性,能更可靠、直接全面地认识微生物组成与有效分析复杂微生物的群落结构,可快速获得环境样品中各种微生物的菌落指纹和特征性核普酸序列,以确定微生物的多样性及其分类地位,揭不和丰富了生态环境的微生物资源.本研究应用聚合酶链式反应(polymerase chain reactionPCR)变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis DCCE)指纹技术,探讨水产品贮藏期间主要优势菌的分布状况,并与复合保鲜剂处理组的微生物群落结构进行比较分析,以为更好的研究不同微生物对冷藏带鱼贮藏过程的影响,探讨复合保鲜剂的作用机理和延长水产品货架期提供理论参考。

3. 国内外研究现状

目前,国内外在该领域就植物、动物、微生物方面进行了广泛的研究,积累了丰富的理论知识和技术资源。就微生物领域而言,近年来应用相对广泛的是dgge技术。dgge技术作为一项灵敏度较高的技术己被广泛应用于各种环境微生物生态的研究中,如高温热泉、沙丘、海洋、江河、湖泊、土壤等。

1.利用dgge技术研究微生物多样性的国外进展

1.1检测传统方法无法培养的菌种

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4. 计划与进度安排

1. 水产品菌相多样性的研究

微生物群落多样性由3个组成要素形成:物种多样性、遗传多样性、功能多样性。

2. 变性梯度凝胶电泳

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5. 参考文献

[1]宋年铎,王伟,王利明,等.生物多样性研究进展及展望[j].内蒙古林业调查设计,2013. 36 (2) :138-140.

[2] 车玉伶,王慧,胡洪营,等.微生物群落结构和多样性解析技术研究进展[j].生态环境,2005.14 (1) :127-133.

[3] 李丹,王秋玉.变性梯度凝胶电泳及其在土壤微生物生态学中的应用[j].中国农学通报,2011.27 (3) :6-9.

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