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微生物非培养技术原理与应用 |
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微生物非培养技术原理与应用 |
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基本信息·出版社：科学出版社
·页码：467 页
·出版日期：2010年01月
·ISBN：9787030258434
·条形码：9787030258434
·版本：第1版
·装帧：精装
·开本：16
·正文语种：中文
内容简介 《微生物非培养技术原理与应用》是作者在长期从事微生物非培养技术工作的基础上，总结几年来的研究成果，并结合世界范围内该领域的最新研究进展编写而成的。《微生物非培养技术原理与应用》是国内第一本以非培养技术为立足点的专著，主要介绍微生物非培养技术的基本原理及其在环境污染治理与新资源开发等方面的应用实例。全书共分为三篇，12章。第一篇主要阐述了纯培养技术的发展史、存在问题以及非培养技术的产生与发展；第二篇介绍几种经典的微生物非培养技术原理，包括基因组学、蛋白质组学、宏基因组技术、DNA指纹技术、分子杂交及生物芯片技术等；第三篇列举并总结了各种非培养技术在菌剂构建、揭示微生物群落多样性信息、阐述宏观功能与微生物动态关系以及开发微生物新资源等方面的应用实例。
《微生物非培养技术原理与应用》内容丰富，具有较强的科学性、系统性及实用性，可作为从事环境微生物学、微生物生态学、环境科学和环境工程等相关专业研究生以及高校教师的专题教材和参考资料，也可作为相关人员的自学入门教材或科普读物，同时，对食品、药物、医学等领域的研究工作者也具有一定的启发和指导意义。
编辑推荐 《微生物非培养技术原理与应用》是由科学出版社出版的。
目录 序
前言
第一篇 总 论
第1章 传统微生物培养技术
1.1 传统微生物培养技术的历史
1.1.1 传统微生物培养技术概述
1.1.2 传统微生物培养技术的由来及发展
1.2 传统微生物培养技术的现状
1.2.1 微生物与人类社会
1.2.2 微生物与现代分子生物技术
1.3 传统微生物培养技术的未来
1.3.1 传统微生物培养技术的“瓶颈”
1.3.2 传统微生物培养技术的发展方向
第2章 微生物非培养技术
2.1 微生物的多样性
2.2 微生物非培养技术的产生
2.2.1 非培养技术的诞生及任务
2.2.2 非培养技术的分类
2.3 微生物非培养技术的特点及应用
2.3.1 微生物非培养技术的优势与局限性
2.3.2 微生物非培养技术的应用前景
第二篇 微生物非培养技术的原理
第3章 基因组学
3.1 基因组学的发展历程
3.1.1 基因组学的提出及含义
3.1.2 基因组学中的重要事件
3.2 基因组学的分类
3.2.1 结构基因组学
3.2.2 功能基因组学
3.3 功能基因组学研究的意义及挑战
3.3.1 功能基因组学的重要性
3.3.2 功能基因组学面临的挑战
3.4 基因组学研究中的常用数据库
第4章 蛋白质组学
4.1 蛋白质组学的产生及含义
4.1.1 从基因组学到蛋白质组学的发展历程
4.1.2 蛋白质组学的范畴与特点
4.1.3 蛋白质组学的发展趋势
4.2 蛋白质组学的方法论
4.2.1 蛋白质组学的研究流程
4.2.2 蛋白质样品制备
4.2.3 蛋白质组样品的鉴定
4.2.4 蛋白质组的定量分析
4.2.5 蛋白质相互作用的研究方法
4.3 蛋白质组学研究中出现的新技术
4.3.1 液相蛋白芯片系统(以Liquichip为例)
4.3.2 抗体芯片
4.3.3 表面增强激光解吸离子化飞行时间质谱技术
4.4 蛋白质与蛋白质组数据库
4.4.1 蛋白质数据库
4.4.2 蛋白质组数据库
第5章 宏基因组技术
5.1 宏基因组技术的诞生及其原理
5.2 宏基因组技术的操作流程
5.2.1 宏基因组DNA获取
5.2.2 宏基因组文库构建
5.2.3 宏基因组文库筛选
5.3 宏基因组技术的选择策略
5.3.1 表达文库
5.3.2 亚宏基因组文库
5.3.3 微生物多样性分析
5.3.4 活性生物多样性与总生物多样性的评价
5.3.5 可移动的宏基因组
5.3.6 质粒宏基因组
5.4 宏基因组技术“瓶颈”及发展
5.4.1 宏基因组的技术“瓶颈
5.4.2 宏基因组技术的发展前景
第6章 DNA指纹技术
6.1 DNA指纹技术的起源及靶基因
6.1.1 DNA指纹技术的产生
6.1.2 DNA指纹技术的靶基因选定
6.2 DNA指纹技术的基础——PCR技术
6.2.1 PCR技术的基本原理
6.2.2 PCR反应体系、条件及常见问题
6.2.3 PCR技术的种类
6.3 DNA指纹技术的原理及分类
6.3.1 DNA指纹技术基本原理
6.3.2 匹配指纹技术的电泳技术
6.3.3 DNA指纹技术
第7章 分子杂交技术
7.1 常规分子杂交技术的定义及分类
7.1.1 固相杂交
7.1.2 液相杂交
7.2 荧光原位杂交技术
7.2.1 目的基因
7.2.2 荧光原位杂交技术原理
7.3 生物芯片技术
7.3.1 生物芯片技术的诞生
7.3.2 生物芯片技术的原理
7.3.3 生物芯片的制备技术
7.3.4 生物芯片的类型
第三篇 微生物非培养技术的应用
第8章 DNA指纹及荧光原位杂交技术在环境污染防治中的应用
8.1 油田回注水系统中硫酸盐还原菌种群分布规律研究
8.1.1 大庆油田回注水系统SRB分布规律和来源分析
8.1.2 系统SRB微生物分子生态学和蛋白质组学分析
8.1.3 常规水驱地面工艺系统微生物组成及优势种群分析
8.1.4 聚合物驱油地面工艺系统微生物组成及优势种群分析
8.1.5 大庆油田回注水系统中SRB和DNB种属鉴定
8.2 硫酸盐还原菌群生态调控研究
8.2.1 反硝化抑制SRB活性生态调控及种群动态演替研究
8.2.2 原水反硝化的抑制效果
8.2.3 硫酸盐还原菌生态抑菌剂的研制
8.2.4 油田回注水系统硫酸盐还原菌生态抑制方案
8.2.5 SRB活性生态抑制剂成本及技术经济分析
8.3 高盐废水生物强化处理种群演替研究
8.3.1 中度嗜盐菌在高盐有机废水中的生长及其降解特性
8.3.2 中度嗜盐菌株YS-1强化处理高盐有机废水的研究
8.3.3 中度嗜盐菌强化连续流反应器处理高盐制革废水及微生物群落演替
8.3.4 高盐混酚废水处理体系的分子诊断
8.4 氨氮废水处理体系的群落动态解析
8.4.1 硝化复合菌群处理氨氮废水及群落结构分析
8.4.2 异养硝化细菌的筛选鉴定及处理氨氮废水的研究
8.4.3 好氧反硝化细菌的筛选鉴定及处理硝氮废水的研究
8.4.4 膜曝气生物膜反应器厌氧氨氧化的单级自养脱氮工艺研究
8.4.5 一体化生物膜反应器处理氨氮废水及微生物群落结构分析
第9章 非培养技术在工程菌剂构建及生物强化处理石化废水中的应用
9.1 工程菌剂构建策略
9.2 工程菌剂在强化处理石化废水中的实验室应用
9.2.1 小试试验装置
9.2.2 中试试验装置
9.2.3 生产性设施
9.2.4 分子生物学分析项目与方法
9.2.5 A／O池运行效果
9.2.6 PCR-DGGE指纹图谱分析
9.2.7 微生物群落结构变化对污染物去除效果影响
9.2.8 污染物去除率变化规律
9.2.9 可生化性随水流方向变化
9.2.10污水处理厂运行中存在的问题
9.2.11城市污水处理中存在的问题分析
9.3 工程菌剂强化在污水处理厂低温启动中的工程应用
9.3.1 工程概况
……
第10章 宏基因组技术在新资源开发中的应用
第11章 生物芯片技术的应用
第12章 微生物非培养技术的新挑战与应用前景
……
序言 随着现代科学技术的不断进步，分子生物学的学科体系日益完善，人类对自然界中微生物资源的认识、开发、利用程度也日益提高。许多研究均已证明，利用传统的纯培养方法分离、鉴定的微生物只占环境微生物总数的1％～10％，远不能满足科研工作者对微生物资源研究利用的需要。那么如何获得那些未知的微生物资源，从而更好地服务于人类，给广大学者带来新的思考。人类基因组计划的完成标志着生命科学进入新时代，即后基因组时代。人们已经不再满足于获得大量的基因序列，研究重心开始从揭示生命的所有遗传信息转移到阐述分子整体水平的功能。以DNA指纹技术、分子杂交技术、分子印记等为代表的一系列现代分子生物技术使人们的研究对象从宏观生物体逐渐转移到微观细胞乃至生物大分子。基因组学、蛋白质组学以及宏基因组技术等微生物非培养技术的出现，解决了利用传统纯培养技术研究微生物资源的“瓶颈”问题，是一条探知不可培养微生物、寻找新基因及其产物的新途径，开启了人类认识微生物多样性和开发利用新资源的大门。
21世纪是生命科技迅猛发展的时代，微生物不仅在过去的卫生、医疗、食品、环境保护等行业充当着主力军，而且目前对其的应用已经拓展到石油开采及加工、新型生物传感器的研发及新型生物能源的开发等一些新的领域。现代分子生物技术逐渐渗透到有关生命科学的整个领域，为微生物生态学的研究提供了新的机遇与挑战，同时也成为生命科学及其相关学科教学与科研不可或缺的部分。目前，已经有一些关于微生物非培养技术在科学研究及实际工程领域中应用的文献报道，但缺少一部将原理与实际应用有机结合，同时能够系统阐述这类新型生物技术的专著。
由大连理工大学环境与生命学院曲媛媛副教授和哈尔滨工业大学市政环境工程学院的魏利博士携手编著的《微生物非培养技术原理与应用》一书，填补了国内该领域的空白，将对广大微生物科研工作者从事科学研究具有针对性的指导意义。两位作者根据多年来在微生物资源的非培养获取及分子生物学领域的实践经验，以近年来新兴的微生物非培养技术为主线，依据基本原理的不同对其进行分类及归纳总结，探讨各种技术在环境工程等不同领域的研究及应用。另外，该书内容充分体现了理论联系实际的思想，结合微生物非培养技术在解决实际工程问题、指导工程实践中的应用，体现了该类新兴技术对人类社会实际生产的应用价值及意义，在内容上也充分体现了学以致用的原则。
文摘 插图：
复杂多变的自然条件决定了地球生物种群的丰富多彩。微生物的种类仅次于昆虫，是生命世界里第二大类群，也被认为是地球上最大的未被开发的多样性生物类群。微生物的多样性是指所有微生物的生命形式、生态系统和生态过程以及有关微生物在遗传、分类和生态系统水平上的概念。具体可分为物种多样性、生理类群多样性、生态类型多样性和遗传多样性。物种是生物多样性的表现形式，我们所关注的物种多样性，通常由丰富度和均匀度来度量，前者一般反映群体中物种的数量，后者反映物种分布的均匀程度。
自然界中的微生物数量远远超出了人们的想象，仅每克土壤就含几亿个细菌和几千万个放线菌孢子，每克新鲜叶子表面可附生100多万个微生物，人体肠道中的菌体总数可达100万亿个左右，全世界海洋中微生物的总重量估计达280亿t（图2.1）。如此巨大的数字，人们甚至不能对微生物的真实数量做出大概的估计。以原核生物为例，作为地球上数量最多、分布最广的生命，很难弄清究竟有多少种原核生物，这是因为我们难以定义原核生物的“种”。与真核生物相比，原核生物无形态学特征，且为无性生物，可以通过独特的方式来交换遗传物质。由于对其代谢和生理特性了解较少，使得仅用某个独特的表型特征来描述原核生物并不可行，因此，用于描述真核生物的22个概念均不适用于原核生物。目前公认的鉴定原核生物“种”的方法为：如果两个菌株的DNA..DNA杂交率超过70％，就可以认为它们属于同种。此外，大多数微生物的非培养性也使人类低估了原核生物的多样性。目前，人们只描述了5600种原核生物，这比几克土壤中鉴定的细菌种类还要少。真菌也是与人类关系比较密切的生物类群，目前已定名的真菌约有8万种，但据估计，地球上真菌的数量约为150万种，人类研究及利用的真菌仅占总数的5％。
虽然，目前已确定的微生物种数在10万种左右，而且正以每年发现几百至上千个新种的速度在增加，但是，我们所掌握的微生物多样性还不到总数的1％（表2.1），而我国的研究情况更是不容乐观。
