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宏基因组学用于瘤胃微生物代谢的研究进展
动物营养学报 , 2010, DOI: 10.3969/j.issn.1006-267x.2010.03.003
Abstract: 瘤胃微生物生态群落是一个非常复杂的生物体系,有着巨大的基因资源以及丰富的生态资源。宏基因组学通过免培养技术,研究生境中全部微小生物遗传物质的总和,在研究瘤胃微生物代谢和开发瘤胃微生物资源上展示出强劲的优势。该技术的应用有望解决反刍动物营养研究中诸多热点或难点问题。为此,本文介绍了宏基因组文库构建和筛选流程,详细讨论了流程中目的基因/基因组富集方法、载体选择原则和样品核酸提取等方法,并对瘤胃宏基因组学的应用现状进行了综述。
宏基因组学(Metagenomics)的研究现状和发展趋势
贺纪正,张丽梅,沈菊培,朱永官
环境科学学报 , 2008,
Abstract: 随着分子生物学技术的快速发展及其在微生物生态学和环境微生物学研究中的广泛应用,促进了以环境中未培养微生物为研究对象的新兴学科——微生物环境基因组学(又叫宏基因组学、元基因组学,Metagenomics)的产生和快速发展.宏基因组学通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,构建宏基因组文库,利用基因组学的研究策略研究环境样品所包含的全部微生物的遗传组成及其群落功能.在短短几年内,宏基因组学研究已渗透到各个领域,包括海洋、土壤、热液口、热泉、人体口腔及胃肠道等,并在医药、替代能源、环境修复、生物技术、农业、生物防御及伦理学等各方面显示了重要的价值.对宏基因组学的主要研究方法、热点内容及发展趋势进行了综述,建议在我国尽快启动有关宏基因组学的研究,从国家层面上开展联合攻关,拓展当前的研究领域,发展相关研究策略和技术,开展广泛的国际合作,使我国在宏基因组学研究领域占据有利地位.
环境DNA研究技术及其在生态学领域的应用
徐浩,罗茜,李云,薛洋,叶勤
生物技术通报 , 2014,
Abstract: 环境DNA(environmentalDNA,eDNA)是指从环境样本中提取的所有DNA的集合,包括环境微生物以及从生物体上脱落下来的活细胞DNA和因生物死亡后细胞破碎而游离出的胞外DNA。按照宏基因组学概念,eDNA研究技术主要是指直接从环境样本中提取基因组DNA后进行测序分析的方法。较传统的研究方法,eDNA应用最大的优势在于更有效地解决了特定环境样本中宏量生物的分类问题,利于更进一步研究生态学问题,该技术耗时短、成本低,准确度高。第二代高通量测序技术的开发成功,进一步拓展了eDNA的应用范围,并开始从微生物学向动、植物学领域拓展,促进了传统生态学领域在研究方法和思想上的一场革新。对eDNA的研究技术在生物多样性分析、动物食性分析、生物量估测等生态学领域的应用进行了综述,最后对eDNA研究技术的发展趋势和前景作出展望。
环境微生物宏基因组学数据库利用
王慧丽,郭安源
生物技术通报 , 2015, DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.11.008
Abstract: 宏基因组学技术产生的数据是研究环境微生物的宝贵资源,国际上已有微生物计划、海洋计划、生命普查等大项目,采集和测序的样本量数以百万计,产生了海量的环境宏基因组学数据,并以此建立了几十个相关宏基因组数据库和平台。主要从以下几个方面综述环境宏基因组学的研究进展和已有资源:环境宏基因组学国际合作大项目、宏基因组学数据库和宏基因组学数据在线分析平台。将结合相应的数据库网站介绍其项目详情、样本来源、数据类型、使用方式和分析结果等,以便研究者全面了解此类数据并能快速找到和利用相关资源。
宏基因组学在食品科学领域的应用研究进展
张维潇,李键,骞宇,索化夷
食品科学 , 2012,
Abstract: ?宏基因组学是一种免培养,能够直接从环境中提取全部微生物基因组dna,通过构建宏基因组文库并适当筛选,得到目的基因及生物活化物质的新型研究方法,它可以最大限度地挖掘微生物资源,现在愈渐成为微生物研究和开发最重要的课题之一。本文综述了宏基因组学的研究方法及其近几年来在食品科学领域的应用,着重介绍其在酶制剂开发、食品安全卫生、食品发酵群落、生态演化,食品营养和发现新型物质等领域的应用。同时探讨宏基因组学在食品科学领域未来的应用前景。
Advances and perspectives of metagenomics
宏基因组学(Metagenomics)的研究现状和发展趋势

HE Jizheng,ZHANG Limei,SHEN Jupei,ZHU Yongguan,
贺纪正
,张丽梅,沈菊培,朱永官

环境科学学报 , 2008,
Abstract: With the development of molecular biology and its application in microbial ecology and environmental microbiology, a emerging field of metagenomics (environmental genomics or ecogenomics), has been developed rapidly. Metagenomics, comprising extracting total community DNA, constructing genomic library, and analyzing library with similar strategies for functional genomics, provides a powerful tool to study the uncultured microorganisms in the complex environmental habitats. In recent years, metagenomics has been applied to many environmental samples, such as the oceans, soils, thermal vents, hot springs, and the human mouth and gastrointestinal tract, showing significant value in various areas including medicine, alternative energy, environmental remediation, biotechnology, agriculture, biodefense and forensics. This review summarized some major advances in metagenomics and called to promote the metagenomic research in China by listing it as a national research priority and supporting a cluster of projects through the national funding agencies such as the Natural Science Foundation of China.
木聚糖酶基因的体外定向进化
杜文,王谦,王佳堃,刘建新
动物营养学报 , 2013, DOI: 10.3969/j.issn.1006-267x.2013.10.003
Abstract: 木聚糖酶在天然材料中基因表达水平低、活性差、生产成本高,严重限制了它的推广应用。宏基因组学通过免培养技术,研究生境中全部微小生物遗传物质的总和,在开发微生物酶资源上具有强劲的优势。体外定向进化技术模拟达尔文的自然进化论,利用基因的突变和重组,从体外改造酶基因,产生基因多样性,并结合定向的筛选最终获得预期性状的进化酶。宏基因组技术与体外定向进化技术结合必将加速木聚糖酶的开发和产业化应用,推动半纤维类生物能源的利用。为此,本文就木聚糖酶基因的来源、宏基因组学在木聚糖酶基因开发中的应用、体外定向进化进行了系统的综述。
磁小体形成过程相关基因和蛋白的研究进展
刘新星,云慧,谢建平,霍转转,武海艳,杨英杰
生物技术通报 , 2013,
Abstract: 趋磁细菌胞内的磁小体为一类由生物膜包被的纳米级磁性颗粒,其生物兼容性、分散性良好等特性使其在分子生物学、免疫学、医学、信息存储、环境重金属处理及地质学等多方面具有潜在的应用价值与理论意义。由于磁小体的形成与成链机制还不够明确,目前相关的研究主要集中在趋磁螺菌,对环境中存在的其他趋磁细菌及其磁小体的研究还存在很多困难。而以环境样品为研究对象的宏基因组学技术,在无需获得纯培养的条件下即可进行序列和功能方面的分析,因此该技术可用于环境样品中趋磁细菌与磁小体的研究。简述目前对趋磁菌磁小体形成相关基因和蛋白的研究进展,并介绍利用宏基因组学技术对环境样品中趋磁细菌以及磁小体基因和蛋白的研究,同时提出今后可进一步开展对趋磁细菌与磁小体的研究工作。
环境微生物的宏基因组学研究新进展
孙欣,高莹,杨云锋*
生物多样性 , 2013,
Abstract: ?宏基因组学以环境中微生物的基因组的总和为研究对象,从而规避了传统方法中绝大部分微生物不能培养的缺陷,因此近年来在环境微生物学研究中得到了广泛应用。本文重点介绍了宏基因组学技术中关键的两类技术:即以罗氏454及illumina为代表的高通量测序技术和以基因芯片(geochip)为代表的基因芯片技术在微生物研究中的应用。测序技术可以发现新物种和新基因,但由于测序深度有限,定量性差,不易发现低丰度物种,且易受污染物干扰。芯片技术很好地克服了这些局限,但不易于发现新基因。本文介绍了这些技术近年来在气候变化、水处理工程系统、极端环境、人体肠道、石油污染修复、生物冶金等方面取得的部分代表性成果。在此基础上,对宏基因组技术在环境微生物研究方面的未来发展方向提出了预判和展望。我们认为由于两种技术各自的优缺点,今后将两类技术结合起来的综合研究会越来越多。另外,由于大量数据的处理方法已成为制约宏基因组学发展的瓶颈,相应的生物信息学技术开发将是未来科研的热点和难点。
ctx-m型产esbls耐药基因在城市典型河流中的生态分布
陈剑,李君文,邱志刚,郭聪,谌志强,汲珊珊,陈照立,王新为,金敏
应用与环境生物学报 , 2014, DOI: 10.3724/SP.J.1145.2014.00040
Abstract: 为了解流经我国城市的典型河流中ctx-m型耐药基因的分布情况及基因变异的多态性现状,进而为科学预防和避免抗生素耐药性的产生和传播提供生态学理论支持,采集我国东部6条典型河流流经城市区段的水样,采用宏基因组学技术与限制性酶切片段多态性分析(rflp)技术相结合对质粒宏基因组pcr产物进行了分析,并将数据进行生态学统计处理.结果显示ctx-m三种亚型的基因群落在调查中的6条河流均有分布,且都保持了较高的均匀度(e≥0.9298),亚型1中分布于长江水体的基因群落具有明显高于其他河流和平均值的多样性(h’=2.4774)和物种优势度(d=0.9107),而亚型2、3的多样性和优势度最高值则均出现在黄河水体中;松花江与海河之间的群落相似性最高,达到0.8062,而黄河与珠江基因群落之间的相异性则达到了0.5800.说明在调查中采样的6条河流中均分布着结构稳定且基因优势突出的ctx-m型耐药基因,已对水体生态安全构成了隐患,需要结合进一步研究对其进行防治,以避免耐药基因以质粒为媒介向其他微生物传播造成抗生素耐药性扩散.
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