稳定性同位素探针技术及其微生物生态学应用

余心洁; 樊昊心

doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202404001

武汉工程大学学报 ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (5) : 531 -538. DOI: 10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202404001

稳定性同位素探针技术及其微生物生态学应用

余心洁, 樊昊心

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摘要

稳定性同位素核酸探针技术（DNA-SIP）是近20年来发展起来的一种新兴技术，结合了同位素示踪和分子生物学分类的优势，能够在环境中分离鉴定代谢活跃的功能微生物。首先介绍了DNA-SIP的基本原理，包括稳定同位素底物的选择、培养条件设定及下游分子分析方法，并讨论了高通量测序与生物信息学发展对分辨率和灵敏度提升的重要作用。在此基础上，综述了DNA-SIP在微生物生态学中的应用进展：一是在碳、氮、硫等元素生物地球化学循环中揭示了关键功能类群；二是在根际微生物生态研究中阐明了植物-微生物互作及其对养分吸收的贡献；三是在污染微生物生态学中鉴定了多种有机污染物的主要降解者。尽管DNA-SIP面临交叉喂养、同位素灵敏度差异和数据分析复杂等挑战，结合宏基因组学及单细胞拉曼光谱等新技术将进一步扩展其应用前景。DNA-SIP为解析复杂环境中微生物的功能作用提供了独特而强有力的工具，在环境科学与微生物生态学研究中展现出广阔的发展潜力。