各种微生物活性检测方法的优缺点

可用的技术列表如表9.1所示。标记DNA和蛋白质前体(分别为胸苷和亮氨酸)的掺入率是检测均质冰冻物体(如海冰和冰川)最常用的方法,

技术

栖息地

临时(°C)

参考文献

技术优势

方法的局限性

加入标记前体

DNA (3h -胸苷)和蛋白质(14c -亮氨酸)

冰川细菌

-15年

Christner (2002)

•灵敏度高

•数据生理生化解释清楚

•可与标记成分的后续分析相结合

•基质添加和解冻-再冻结对自然群落的干扰

•技术具有破坏性(不能在同一样品上重复使用)

南极雪

-17年12

Carpenter et al. (2000)

蛋白质(各种3H和14c氨基酸)

北极海冰

-20到+ 1

Ritzrau(1997)和Junge等人(2006)

脂质(c-acetate 14日)

西伯利亚永久冻土层

-20到0

Rivkina等人(2000)

气体逸出

二氧化碳

阿拉斯加巴罗

-40到0

Panikov et al. (2006)

•高精度和灵敏度高,可获得相应的分析仪器

•与高优先级温室气体研究相关

•由于在测量前释放样品中积累的气体,导致对活性的高估

•由于气体形成和释放之间的时间延迟而低估

阿拉斯加的灌木丛苔原

-12到0

Mikan et al. (2002)

甲烷

西伯利亚永久冻土层

-16.5到0

Rivkina等人(2002)

一氧化二氮

科罗拉多州的阿尔卑斯山苔原

-5到0

布鲁克斯等人(1997)

气体梯度

山地冰川,玻利维亚

-40到0

Campen et al. (2003)

(继续)

技术

栖息地

临时(°C)

参考文献

技术优势

方法的局限性

气体吸收

o2

南极泥炭

-1到+ 1

Wynn-Williams (1982)

•灵敏度低

轻14CO,摄取

高山、西藏

-10到+ 20

加藤等人(2005)

•高灵敏度和简单的技术

•技术是破坏性的,因为需要提取标记的细胞成分

石内的青苔,

南极洲

-24到+ 5

Kappen和Friedmann(1983)和Kappen (1993)

•不需要添加衬底和解冻冷冻样品

深色14CO,吸收

永久冻土和冻土带。阿拉斯加北坡

-80到0

Panikov和Sizova (2007)

•测量前不受气体积聚的影响

有机物分解

净氮矿化和硝化作用

阿拉斯加的针叶林和苔原土壤

-5到+ 5

克莱因和希梅尔(1995)

•评估原位加工年代

•提供整个户外生态系统的数据

•时间分辨率差

•灵敏度低

苔原,阿拉斯加

-30到+ 5

Schimel et al. (2004)

•温度和其他环境因素的随机和季节性变化导致数据解释困难

植物凋落物减重

阿拉斯加的灌木丛苔原

-30到+ 5

霍比和查宾(1996)

钾,镁,磷,酚和碳水化合物的损失

亚北极林地,加拿大

ND

摩尔(1983)

添加到冷冻样品中的14c标记化合物的氧化

阿拉斯加的巴罗苔原

-40到0

Panikov et al. (2006)

•灵敏度高

•高特异性

•分析前无气体影响

•解冻-再冻结和添加底物对微生物群落的干扰

> >铜

低温细胞

北极海冰

-20到-2

Junge等人(2004)

•高空间分辨率

•技术不是定量的

J * -

染色和微

微尺度

•微- - -可能的变化

2 - 2

检查在走道里

通过染色和环境

年代

冰冷的房间

显微镜

极地雪,过冷云滴等,但有时也用于土壤。这项技术是敏感的,特点是两个基本的细胞内过程,DNA和蛋白质合成。主要的缺点是这个过程是破坏性的,并且需要初步的冰或土壤解冻,这可能是人工制品的来源。此外,还存在一些一般性的不确定性(Karl 1980),例如,结果强烈依赖于添加的核苷或氨基酸的量:如果它太小,则内源性合成不会受到抑制,掺入率被低估;如果量太大,那么样品的营养状态就会改变。

显微镜结合寡核苷酸探针和染色剂观察活性细胞(如5-cyano-2,3- dioyl tetrazolium chloride, CTC)是一个潜在的强大工具;然而,到目前为止,它只提供了冷冻样品中细胞状态的定性信息,而不是活性或生长速率。

估算异质生境(冻土、永久冻土)中的微生物活动,最常用的方法是通过气体交换速率(CO2、O2、CH4、N2O),或通过记录分解过程,如植物凋落物失重或氮净矿化。第二种方法的特点是原位过程,这是一个很大的优势,但破坏性和不敏感。灵敏度低的主要原因是分解动力学提供了一个时间平均的积分曲线,而不是与当前温度或其他环境因素相关的特定微生物活动的瞬间速率。此外,记录的数据通常难以解释,因为观察到的动态是几个通常具有相反符号的简单过程的总和,例如,生产-消费,衰变-合成,固定-动员。被标记的单个化合物(如14c -葡萄糖)的分解要简单得多,但应归类为潜在的底物诱导的微生物活性。

继续阅读:分子在冻土中的缓慢扩散可能是限制因素

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读者的问题

  • 艾玛
    水的好处是什么?
    一年前
  • aatifa
    永久冻土的优势是什么?
    一年前
  • 多年冻土的主要优点是增加土壤稳定性,防止侵蚀,改善土壤结构。这反过来又可以防止山体滑坡,降低土壤污染的风险。此外,永久冻土还起到绝缘体的作用,有助于调节周围地区的温度,并减少为加热或冷却环境而使用能源和资源的需要。
    • ortensio
      微生物在分解过程中的优势是什么?
      一年前
    • 微生物在分解过程中的优势包括:
      1. 改善养分循环和土壤肥力。微生物负责将有机物分解成必需的植物营养物质,如氮和磷,使它们可被植物吸收。
      2. 改善土壤结构。微生物有助于将土壤颗粒结合在一起,形成对根系发育和保水至关重要的土壤结构。
      3. 增强污染物分解。微生物有助于分解土壤中的有害污染物,使环境更清洁,对人类和动物更安全。
      4. 碳封存。微生物在碳循环中很重要,从大气中捕获和储存碳。这有助于减少大气中温室气体的浓度。
      • 亚历山德拉
        西伯利亚苔原的优点和缺点是什么?
        一年前
      • 优点:1。苔原拥有丰富的自然资源,包括鱼类、水、矿物和石油、天然气等能源。2.它是许多独特野生动物物种的家园,包括狐狸、北极熊、驯鹿和驯鹿。3.这里的气候非常适合娱乐活动,raybet雷竞技最新如滑雪、雪地摩托和穿雪鞋。4.苔原为候鸟和许多其他野生动物提供了必不可少的自然栖息地。5.该地区基本上没有受到人类发展的影响,提供了一个独特而原始的环境。 Disadvantages:
        1. 苔原不适合大多数形式的人类居住。
        2. 这里的气raybet雷竞技最新候极其寒冷无情,难以种植农作物和维持生命。
        3. 环境脆弱,容易受到人类活动和气候变化的干扰。raybet雷竞技最新
        4. 苔原是孤立的,很难进入该地区的许多地方。
        5. 苔原很容易受到洪水和火灾等自然灾害的影响,这些自然灾害会对环境造成重大破坏。
        • adelinda
          微生物活性在生物工程中的缺点是什么?
          一年前
          1. 微生物活动可导致有害物质释放到环境中,如金属或化学物质。这些物质会在土壤和水中积聚,并进入食物链,导致潜在的健康风险。
          2. 微生物活动会对环境造成不良影响,包括产生难闻的气味和降解有机物质。
          3. 如果管理不当,微生物活动可将有害的细菌、真菌和病毒引入环境,导致潜在的人类和动物疾病。
          4. 作为生物工程过程的一部分,微生物活动可以为其他有益生物创造一个有竞争力的环境,有可能导致生态系统平衡的改变。