[发明专利]一种用于分析酸性环境中微生物群落结构及功能的基因芯片

说明书

技术领域

本发明涉及基因芯片，尤其涉及用于分析酸性环境中微生物群落结构及功能的基因芯片。

背景技术

传统的微生物群落研究方法是以培养为依据，包括对细胞形态、生长适温、pH值、GC含量、微生物总量、生物量、呼吸效率、酶活性等生物特性的了解和分析。尽管这些传统的方法仍然是微生物群落研究的基础，但是由于不同种类微生物对培养要求的差异，以分离培养为基础的微生物群落分析不能提供准确而丰富的信息。特别是在酸性环境中存在的微生物大多数是属于化能自养的嗜酸性细菌，这些细菌在人工条件下很难进行分离培养，特别是在固体培养基上。因此，后来又发展了荧光显微镜法、扫描电镜法和透射电镜法等观察微生物个体丰度和形态的方法，但它们仍不能提供微生物群落结构多样性的足够信息。20世纪80年代末90年代初发展了以核酸(基因)为基础的分子生物学技术，该方法大大地减轻对微生物培养的依赖性，并迅速地广泛应用于微生物群落结构分析。目前，主要有采用以16S rRNA基因和16S-23S rRNA间隔序列分析为基础的分子生态学研究方法，但这种16SrRNA基因和16S-23S rRNA间隔序列分析只反映微生物系统发育与进化关系，不能直接反映微生物代谢与生理特征。近年来微生物生态学家已经不满足于对微生物群落结构的分析，而是尽力把群落结构分析与微生物群落的生理代谢功能联系在一起，因而发展了以功能基因作分子标记研究微生物群落的方法。但是，目前在微生物群落分析中所用的RFLP和DGGE等方法灵敏度低、特异性不高，而基因克隆与序列分析则工作量大。FISH检测技术尽管灵敏度高、特异性强，但存在荧光染料种类的限制，每次检测的微生物种类有限。因此，这些方法尚难以同时、快速、准确、灵敏地进行微生物群落结构与功能分析。

发明内容

本发明目的在于提供一种分析酸性环境中微生物群落结构与功能的基因芯片。利用该芯片，可以实现高通量、快速、准确、灵敏地对酸性环境中微生物群落结构与功能的同步研究。

本发明的基因芯片由基片及固定于基片上的寡聚核苷酸探针组成，这些探针包括表1所列的核苷酸序列中的至少104条，表2所列的核苷酸序列中的至少55条，表3所列的核苷酸序列中的至少27条，表4所列的核苷酸序列中的至少39条，表5所列的核苷酸序列中的至少44条，表6所列的核苷酸序列中的至少15条，表7所列的核苷酸序列中的至少4条，表8所列的核苷酸序列中的至少12条，表9所列的核苷酸序列中的至少8条和表10所列的核苷酸序列中的至少446条，其中重复序列中至少选取一条。

本发明芯片的探针最好是包括如表1～10所列的全部1072条核苷酸序列。

表1 与碳代谢相关的158条核苷酸序列

gi|14524359|；gi|14524359|；gi|67462196|；gi|67462196|；gi|67462196|；

gi|7638263|；gi|15028604|；gi|15028605|；gi|15026917|；gi|18034174|；

gi|18034256；|gi|6065813|；gi|7638343|；gi|2970046|；gi|987616|；

gi|927383|；gi|34014716|；gi|13591552|；gi|56783612|；gi|287464|；

gi|2171551|；gi|4105512|；gi|4105512|；gi|4105512|；gi|71905234|；

gi|21038749|；gi|21038751|；gi|12642575|；gi|12642575|；gi|3449365|；

gi|3449365|；gi|12642575|；gi|297843|；gi|297843|；gi|1649042|；

gi|7638259|；gi|7638260|；gi|7638297|；gi|7638305|；gi|14251200|；

gi|3378536|；gi|3378536|；gi|3378536|；gi|3378536|；gi|7638316|；

gi|7638318|；gi|7638319|；gi|7638320|；gi|7638377|；gi|27462756|；

gi|2065443|；gi|27877094|；gi|4579697|；gi|34392407|；gi|7638271|；

gi|84617168|；gi|84617166|；gi|7638276|；gi|7638394|；gi|4704344|；