宏基因組技術(shù)在篩選未培養(yǎng)微生物中新型酶的研究進(jìn)展

摘要：介紹了宏基因組文庫(kù)的構(gòu)建及酶基因的篩選方法，對(duì)瘤胃、土壤及其他環(huán)境中微生物宏基因組文庫(kù)的構(gòu)建和酶基因的篩選研究進(jìn)行了綜述，同時(shí)就宏基因組技術(shù)在未培養(yǎng)微生物研究中的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：宏基因組；新型酶；未培養(yǎng)微生物

中圖分類號(hào)：Ｑ７８文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０11）18－3673-04

Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｍｅｔａｇｅｎｏｍｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ in Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ Ｎｅｗ Ｅｎｚｙｍｅｓ from Ｕｎｃｕｌｔｕｒｅｄ Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ

ＪＩＡＮＧ Ｈａｉ－ｑｉｎ１，ＦＡＮ Ｃａｉ－ｙｕｎ２，ＬＩ Ｌü－ｍｕ１，ＣＨＥＮＧ Ｊｉａｎ－ｂｏ１

（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｎｉｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅａｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ａｎｈｕｉ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｆｅｉ２３００３６， Ｃｈｉｎａ；

２．Ｈｅｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ４５３００３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｍｅｔａｇｅｎｏｍｉｃ ｌｉｂｒａｒｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｅｎｅ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ were described， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ ｍｅｔａｇｅｎｏｍｉｃ ｌｉｂｒａｒｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｅｎｅ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｓｔｒｕｄｉｅｓ ｏｆ ｒｕｍｅｎ，ｓｏｉｌ ａｎｄ ｅｘｔｒｅｍｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ． Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｅｔａｇｅｎｏｍｉｃ ｉｎ ｕｎｃｕｌｔｕｒｅｄ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍｅｔａｇｅｎｏｍｉｃ； ｅｎｚｙｍｅ； ｕｎｃｕｌｔｕｒｅｄ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ

自然界中大多數(shù)微生物不能通過傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)技術(shù)獲得其純培養(yǎng)，從而導(dǎo)致環(huán)境微生物中的多樣性基因資源難以被發(fā)現(xiàn)［１］。近年發(fā)展起來的宏基因組學(xué)技術(shù)，是繼純培養(yǎng)技術(shù)、現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)之后的一門新技術(shù)，它是通過直接提取特定環(huán)境中全部微生物的總基因組ＤＮＡ，并克隆到適宜的微生物宿主中，然后篩選出目的克隆與基因的方法。構(gòu)建宏基因文庫(kù)是開發(fā)未培養(yǎng)微生物基因資源的一條有效途徑。

１宏基因組技術(shù)研究方法

１．１樣品總ＤＮＡ的提取

樣品總ＤＮＡ的提取方法有：直接提取法［２］與間接提取法［３］。直接提取法是將樣品直接懸浮于裂解緩沖液中，然后再提取。此方法簡(jiǎn)便，成本較低，但由于機(jī)械損傷較大，因而所獲得的片段較小。間接提取法是采用較溫和的方法，將分離出來的菌體用低熔點(diǎn)瓊脂糖等包埋來進(jìn)行ＤＮＡ的提取。該方法可以獲得片段較大的ＤＮＡ，但是成本高，可能會(huì)在微生物分離時(shí)有丟失的現(xiàn)象。

１．２宏基因組文庫(kù)的構(gòu)建

構(gòu)建文庫(kù)的關(guān)鍵在于選擇適宜的載體和宿主。根據(jù)所需構(gòu)建的文庫(kù)基因片段大小，載體大致分為３種：①適用于克隆片段小于１０ ｋｂ及單基因的克隆和表達(dá)，如ｐＵＣ１９。……