浅析蓝藻生物工程

[论文关键词];蓝藻生物；系统分类；反应过程

[论文摘要];文章对蓝藻生物工程进行了研究和分析，希望有助于改善我们对相关问题认识和理解。

蓝藻也称蓝细菌，是一种形态结构简单却特殊并且种类繁多、分布广泛的原核生物。蓝藻约有150属,2000多种。多数蓝藻及其提取物对人畜无毒,因此可成为物品、化妆品、食品饲料以及其它许多重要物质的来源。
因此，对水华生物的准确鉴定、快速检测和预警预报已成为当前水华研究领域的热点问题，并具有重要的理论和实际意义。传统的藻类学鉴定方法是通过形态学的观察来划分的,形态学标准往往使检测样本中的一些种不能被辨别出,在水华发生的过程中,细胞的外型,产毒能力会发生变化,即使是在实验室培养条件下,不同氮源蓝藻的外形也会发生变化。目前各种新的检测技术在逐步建立,已有检测水华蓝藻产毒特性的全细胞PCR检测法以及依据16SrDNA基因保守区域设计引物用PCR方法检测蓝藻和微囊藻存在的报告。

1.蓝藻系统分类研究

传统的蓝藻分类和系统发育树的建立是基于对其表型的比较分析，然而表型是基因和相互作用的结果，基因型相同的个体在不同的环境下可能表现出显著的表型差异，因此传统的分类方法可能受环境影响，而给分类和系统发育研究带来不确定性。分子系统学就是避开生物形态结构差异的干扰，直接通过检测生物体内大分子所包含的稳定遗传信息，定量描述、分析这些信息在分类、系统进化和遗传多样性研究上的作用，从而在分子水平上解释生物多样性、系统发育及进化规律的一门学科DNA分子作为遗传信息的直接载体，个体中的每个体细胞都有相同的遗传信息，因而能较为准确地反映出各个物种问的系统发生关系。根据DNA序列所含有的遗传信息来进行分类及系统进化等研究已成为分子系统学研究的一个重要途径近年来，DNA序列分析广泛地被用于生物遗传多样性分析和生物类群之间存在的种属关系以及生物类群的系统关系分析。

2.蓝藻基因工程研究

基本分为五大类：藻类质粒和限制内切酶研究、藻类内源基因的研究、藻类外源基因的表达、藻类毒素监测和藻类监测。
目前，已经出现检测水华蓝藻产毒特性的全细胞PCR检测方法以及依据16SrDNA基因保守区域设计引物用PCR方法检测蓝藻和微囊藻存在的报告，以及选取的针对蓝藻和微囊藻的16SrDNA基因保守区域的特异性引物和针对微囊藻毒素基因mcyB的一对特异性引物，试图建立一种可以快速一次性得到这些信息的全细胞多重PCR方法，从而可以为长期大规模快速监测地表淡水水体提供一种有效手段。

3.藻类基因工程的研究技术及方法

主要分以下三大类：转移的载体系统、藻类基因克隆的研究、藻类的遗传转化

4.藻细胞基因组DNA提取模板制备

采用早先1988年Porter的方法，但是这个方法太古早，虽然可行，但是对于多项因素以及杂质的干扰，细胞破除
的时间以及获得的基因的利用度对于中国现状的实验来说有待加强。
目前研究人员用于模板制备的方法基本有微波法、CTAB法、SDS法、水浴法等，但是由于地域、选择的藻类的不同、实验方法以及目的的不同，研究人员都会在基本实验方法基础上稍加改动以优化实验。

5.PCR反应条件以及反应过程

PCR扩增是实验的关键。PCR过程的优劣直接关系到实验成功与否。PCR反应中任何一种因素的变化，都有可能影响扩增结果。PCR扩增条件优化主要包括以下几个方面:使用对比筛选过的引物令其具有良好的特异性、优化的Taq酶浓度、优化的Mg2+浓度、优化的最佳退火温度、优化的循环时间、优化的循环次数。甚至对不同研究目的，不同扩增仪器，不同公司和同一公司不同批次的试剂都应系统的摸索反应条件，优化反应体系。最终筛选出PCR扩增的总体最佳条件组合以及排除各种干扰项，并在此相对最佳条件下进行PCR法检测蓝藻的最低限量研究用以确定PCR法的检测反应灵敏度。

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