分子生物技術(shù)在環(huán)境工程微生物領(lǐng)域中的應(yīng)用摘要我國當(dāng)前的工業(yè)化進程正在不斷的加快，城市化發(fā)展速度也尤為迅速,隨之而來的就是環(huán)境污染的問題。對于傳統(tǒng)的物理、化學(xué)處理技術(shù)來說，它沒辦法從根本上解決好污染問題，因此需要對環(huán)境工程建設(shè)中的分子生物技術(shù)進行關(guān)注。現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)療領(lǐng)域，它主要是從微生物種類、結(jié)構(gòu)與去除率之間的關(guān)系入手，通過對微生物的群落的控制來獲得更好的處理效果。本文主要是對微生物的構(gòu)成、環(huán)境工程的影響要素作簡要介紹,重點探討了環(huán)境工程微生物領(lǐng)域中分子生物技術(shù)的應(yīng)用，以期促進人與自然的和諧相處。關(guān)鍵詞環(huán)境工程微生物分子生物技術(shù)ApplicationofMolecularBiotechnologyintheFieldof

EnvironmentalEngineeringMicrobiologyAbstractChina'scurrentindustrializationprocessisconstantlyaccelerating,especiallythespeedofurbanization,followedbytheproblemofenvironmentalpollution.Forthetraditionalphysicalandchemicaltreatmenttechnology,itcannotfundamentallysolvetheproblemofpollution,soweneedtopayattentiontothemolecularbiotechnologyintheconstructionofenvironmentalengineering.Modernmolecularbiologytechnologyhasbeenwidelyusedinfoodandmedicalfields.Itmainlystartsfromtherelationshipbetweenmicrobialspecies,structureandremovalrate,andobtainsbettertreatmenteffectbycontrollingthemicrobialcommunity.Inthispaper,thecompositionofmicroorganismsandtheinfluencingfactorsofenvironmentalengineeringarebrieflyintroduced,andtheapplicationofmolecularbiotechnologyinthefieldofenvironmentalengineeringmicroorganismsismainlydiscussed,soastopromotetheharmoniouscoexistencebetweenhumanandnature.Keywordsenvironmentalengineering;microbiology;molecularbiotechnology0引言微生物學(xué)屬于不同學(xué)科緊密聯(lián)系的重要性學(xué)科,具有交叉性的特點,可以為各個學(xué)科的發(fā)展提供不同的支持。在對分子生物技術(shù)在微生物領(lǐng)域中的應(yīng)用進行分析和研究之后,將其與環(huán)境工程結(jié)合在一起，可以發(fā)揮出其重要的價值，對環(huán)境工程領(lǐng)域可以發(fā)揮出現(xiàn)實性的指導(dǎo)意義。分子生物技術(shù)目前的應(yīng)用還不夠廣泛，相關(guān)的技術(shù)能力也需要得到進一步的提升，因此需要對其具體應(yīng)用進行進一步的分析和研究。1微生物的主要構(gòu)成1.1光合菌群在微生物領(lǐng)域當(dāng)中,光合菌群作為獨立的營養(yǎng)微生物,它的能源主要是來自土壤，它會接受太陽紅外線和紫外線的輻射，將土壤中的硫化氫和碳氫化合物中的氫進行分離,讓有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害物質(zhì),然后將植物根部的分泌物、有機物和有害氣體組等內(nèi)容作為主要的基質(zhì)，進一步的合成各種生物性物質(zhì),通過這樣的方式來實現(xiàn)對土壤肥力的有效強化，積極的為植物的生長提供更為重要性的支持。對于光合菌的代謝物質(zhì)來說，它不僅可以被植物直接的吸收,也能為其他微生物的繁殖和生長提供必要的養(yǎng)分，促進其他有益微生物的增加。1.2乳酸菌群乳酸菌是將光合細菌和酵母菌所產(chǎn)生的糖類作為是主要的物質(zhì)基礎(chǔ)，然后再經(jīng)過不斷的攝取來形成乳酸。對于乳酸來說，它具有比較強的殺菌能力，對于有害的微生物活動能夠起到重要的抑制性作用。在對木質(zhì)素和纖維素進行分解的過程中，需要將乳酸菌作為重要的內(nèi)容來進行利用。對乳酸菌進行科學(xué)的利用可以更好的實現(xiàn)有機物的發(fā)酵和分解，對于未腐熟的有機物來說，在對其使用乳酸之后就可以更快的轉(zhuǎn)化為有效的養(yǎng)分。1.3放線菌群對于微生物中的放線菌來說，它主要是通過光合細菌來實現(xiàn)對氨基酸和氮素的獲取，讓其組作為基質(zhì)并且產(chǎn)生各種抗生物質(zhì)、維生素及酶，通過這樣的方式來實現(xiàn)對病原菌的有效抑制。與此同時，放線菌還能對有害霉菌和細菌增殖所需的基質(zhì)進行提前的獲取，這對增殖可以起到重要的抑制性作用，可以為其他益微生物的增殖創(chuàng)造出更為良好的生存環(huán)境。將放線菌與光合細菌混合在一起，可以對難以分解的物質(zhì)進行更好的降解，能夠讓植物更好的吸收,可以在很大程度上實現(xiàn)對動植物病害抵抗力和免疫力的有效提升。除此之外，放線菌對于固氮菌和VA菌根菌還具有促進其增殖的作用。1.4酵母菌群微生物中的酵母菌主要是對氨基酸、糖類和其他的有機物質(zhì)進行借助，通過發(fā)酵的方式來實現(xiàn)對活性化物質(zhì)的細胞分裂，同時一些微生物在進行增殖的過程中所需要的營養(yǎng)也是由酵母菌提供。另外,水中原生動物生物過程中所需要的養(yǎng)分也是由酵母菌生產(chǎn)時產(chǎn)生的單細胞蛋白作為養(yǎng)分來源。2影響環(huán)境工程建設(shè)的要素2.1自然環(huán)境惡化在社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的背景下，工業(yè)生產(chǎn)和日常生活都開始產(chǎn)生大量的廢物和污染物，這些污染物會給自然環(huán)境帶來極為不利的影響，因此在環(huán)境工程建設(shè)的過程中也會受到不少困難的影響。2.2生產(chǎn)因素在社會發(fā)展和時代的不斷進步的過程中，工業(yè)化發(fā)展是其重要的支撐，但是在工業(yè)化生產(chǎn)的過程中不可避免的就會造成污染的現(xiàn)象，會給大氣、水體以及土壤帶極大的污染，因此會在一定程度上給環(huán)境工程項目的建設(shè)帶來諸多不便。2.3環(huán)境工程自身的因素環(huán)境工程的建設(shè)不僅會受到企外界因素的影響，也會因為受到自身因素的影響而出現(xiàn)各種問題，比如說環(huán)境工程建設(shè)的水平、環(huán)境管理和治理技術(shù),這些都會直接的影響到環(huán)境工程建設(shè)的質(zhì)量，如果不對這些問題進行及時的改進就沒辦法滿足環(huán)境工程的相應(yīng)需求。2.4人為因素在開展環(huán)境工程建設(shè)的過程中，需要將自然環(huán)境與人文環(huán)境結(jié)合在一起，讓人們的環(huán)境保護意識可以得到很好的提升。在開展環(huán)境工程建設(shè)的時候，如果沒有足夠的環(huán)保意識作為支撐,就會出現(xiàn)一邊治理一邊破壞的問題，尤其是人們生產(chǎn)生活中的污染問題已經(jīng)變得越來越多，不進行及時的控制就會給環(huán)境工程的建設(shè)帶來不利的影響。3分子生物技術(shù)的概述分子生物學(xué)主要是從分子水平上出發(fā)來對生命現(xiàn)象進行研究，它主要是對細胞成分的物理、化學(xué)的性質(zhì)和變化以及這些性質(zhì)和變化與生命現(xiàn)象之間的關(guān)系進行分析，比如說遺傳信息的傳遞、基因結(jié)構(gòu)的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯以及表達等生理功能，還包括細胞信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)等等。對于分子生物學(xué)來說，自從其誕生到今天已經(jīng)獲得了非常迅速的發(fā)展，與此相關(guān)的技術(shù)也在日趨成熟，部分技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用在環(huán)境微生物領(lǐng)域當(dāng)中。PCR核酸技術(shù)PCR—SSCP技術(shù)這項技術(shù)是將銀染法和熒光檢測技術(shù)進行利用，通這樣的技術(shù)來實現(xiàn)對SSCP凝膠DNA譜帶的分析，對簡化測試試驗的步驟具有重要的促進性。在開展具體的測定試驗時,需要按照步驟來做好工作實施:一是取樣環(huán)境樣品，并且對樣品中的DNA組別進行抽取；二是積極利用PCR擴增技術(shù)，讓已經(jīng)獲得的基因組列可以得到有效的擴增處理;三是在對基因組進行變性處理之后，需要將其制成單鏈DNA結(jié)構(gòu)，做好后續(xù)的操作處理；四是將單鏈片段放置在相應(yīng)電泳凝膠當(dāng)中，將不同的譜帶做出及時分離；五是對DNA進行割帶回收，同時要將不同的DNA譜帶堿基序列與基因文庫做好比較，通過利用這樣的方式來實現(xiàn)對微生物種類的確定;最后一步就是讓此項技術(shù)能夠更為合理的應(yīng)用在微生物種類測定的工作實施當(dāng)中，以獲得更好的測定效果。PCR—DGGE技術(shù)在開展電泳實驗的過程中，生命物理學(xué)知識屬于非常重要的依據(jù)，將其應(yīng)用在電泳試驗當(dāng)中，可以讓不同的變性溶劑解鏈獲得不同的目標(biāo)性物質(zhì),具體步驟可以有以下幾個方面的內(nèi)容:一是提取環(huán)境樣品中的樣本基因組;二是要對PCR擴增技術(shù)進行利用,通過這樣的方式來實現(xiàn)對目標(biāo)基因組的擴增處理；三是把擴增的基因組放入到聚丙烯酰胺凝膠當(dāng)中，讓目標(biāo)基因組的雙鏈DNA可以在電泳之后形成不同的單鏈DNA譜帶；四是要做好割帶回收和基因庫的對比工作,繼而更好地做好對微生物種屬的確定。PCR—RFLP技術(shù)這項技術(shù)是將限制性核酸內(nèi)切酶主要的載體來進行測定,將特異位點與DNA結(jié)合在一起來實現(xiàn)對基因序列的識別,繼而對DNA雙鏈進行切割處理。具體來說就是通過限制性核酸內(nèi)切酶來獲得差異性片段，然后再將其經(jīng)過電泳之后獲得不同的基因分布狀態(tài),以此為依據(jù)來做好相應(yīng)的位置標(biāo)記,讓微生物群落的結(jié)構(gòu)多樣性可以得到更好的呈現(xiàn)，通過利用這樣的方式可以實現(xiàn)對微生物環(huán)境的進一步的認識。3.2PCR測序技術(shù)rDNA在細胞中具有相對穩(wěn)定性，同時也包含著保守序列和高突序列的特點。在近些年的研究當(dāng)中，rDNA測序一直都是微生物系統(tǒng)分類中的一個重要性的指標(biāo)，這種分析方法可以對微生物的種群進行分類和分析。要將一個分離物作為一個分類單元，其中最為可靠的方法就是進行rRNA分析。對于rRNA來說，它在所有微生物中的功能和進化上都屬于同源的，在對微生物環(huán)境技術(shù)進行應(yīng)用的時候，需要將生物學(xué)有關(guān)內(nèi)容作為主要的依據(jù)，通過對分子生物技術(shù)進行利用來讓微生物環(huán)境中可以分離出來一些具有研究價值的群體，或者是不同種類的生命特征。總體來說，通過利用PCR測序技術(shù)可實現(xiàn)對微生物環(huán)境中各種品種和種類的確定，這樣就可以為新的微生物群體的發(fā)現(xiàn)提供更為有效的技術(shù)性保障,更好的發(fā)揮出其應(yīng)用價值。3.3基因針測試技術(shù)基因探針測試技術(shù)實際上就是一段特異性的DNA單鏈，其長度為15~30個堿基，一般可以按照堿基互補的原則來在指定好的條件下進行雜交?；蛱结樖窃陔s交之前,通過放射性同位素、熒光染料或者是催化特異反應(yīng)酶的方式來進行，通過這樣的方式來做好對可檢測物質(zhì)的標(biāo)記處理，將檢測技術(shù)與目標(biāo)基因結(jié)合在一起來實現(xiàn)對樣品中核酸的識別。將標(biāo)識物質(zhì)的不同作為主要的依據(jù)，可以將基因探針技術(shù)分為放射性標(biāo)記核酸探針、熒光原位雜交技術(shù)和核酸印跡雜交技術(shù)等，這些技術(shù)的應(yīng)用能夠讓微生物環(huán)境中的生物技術(shù)得到更為有效和直觀性的發(fā)展。3.4基因芯片技術(shù)基因芯片又被稱為是生物芯片，這種技術(shù)是在20世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來的重要內(nèi)容，它是對雜交信號的強度進行檢測，進而得出分子信息的一種技術(shù)。對于基因芯片來說，其分類方式和種類具有多樣性,可以分為原位合成、DNA微陣列、無機片基等內(nèi)容。在對微生物群落和多樣性進行研究的過程中，經(jīng)常會采用群落基因組芯片及宏基因組芯片來實施研究。除此之外，基因芯片還被廣泛的應(yīng)用在多個領(lǐng)域當(dāng)中，包括食品、藥物、機械、航天、農(nóng)作物等內(nèi)容。當(dāng)前階段的基因芯片技術(shù)已經(jīng)有了不小的發(fā)展，在一些領(lǐng)域中也有了很多的應(yīng)用，但是依然存在著不少的難題需要解決,比如說成本高、靈敏度較低、重復(fù)性差、操作復(fù)雜等問題，需要對這些信息進行積極的解讀。4分子生物技術(shù)的應(yīng)用4.1分析生物的多樣性自然環(huán)境中存在著大量生物種類，由小到大數(shù)量也非常多，其中也包含著大量的微生物。在當(dāng)代工業(yè)不斷發(fā)展的影響下,環(huán)境污染的問題變得日益嚴(yán)重，使得環(huán)境問題也成為大家普遍關(guān)注的話題,要想對環(huán)境進行詳細的了解，需要從環(huán)境上入手,做好對生物群的研究，只有這樣才能更好的實現(xiàn)對環(huán)境的保護。將分子生物技術(shù)應(yīng)用在土壤、水體當(dāng)中，可以實現(xiàn)對其中微生物多樣性的分析，也能對環(huán)境工程構(gòu)筑物中的微生物進行定性和定量的檢測，通過這樣的方式來為環(huán)境工程中的構(gòu)筑物設(shè)計提供參數(shù)和工藝操作的依據(jù)，并為其維護工作提供更為強有力的支撐，同時為各種工藝所發(fā)生的反應(yīng)來提供更多的參考和依據(jù)，避免出現(xiàn)問題。4.2降解環(huán)境污染物在現(xiàn)代經(jīng)濟的不斷發(fā)展影響下，工業(yè)化的水平也隨之不斷強化，同時也導(dǎo)致污染化的問題越來越突出，使得污染問題成為當(dāng)今世界上都在重點關(guān)注的內(nèi)容。污染物產(chǎn)生會給人們整個生活和工作環(huán)境都造成不利的影響,也會在很大程度上影響到人們的生存健康性。當(dāng)今時代的諸多污染物都是由大量化學(xué)品導(dǎo)致,使其難以降解,并且無法得到很好的處理，因此需要研制出更多現(xiàn)先進的處理技術(shù)。分子生物技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展能夠在污染物的降解工作中提供更多的應(yīng)對方略，不僅能夠?qū)Ξ?dāng)今時代的發(fā)展需求進行滿足,也能讓降解效果得到更好的提升，已經(jīng)成為人們重視的重要內(nèi)容。對于已經(jīng)受到污染的水體和土壤來說，采用微生物無公害的方式來實現(xiàn)降解是未來環(huán)境工程治理的重要發(fā)展趨勢，對構(gòu)建環(huán)境友好型社會具有重要的促進性意義。4.3水處理中的應(yīng)用微生物絮凝劑是由微生物菌體內(nèi)外分泌的生物大分子組成，并且還帶有電荷。在對相關(guān)的研究進行觀察和分析之后可以看出,微生物絮凝劑對于生活污水及工業(yè)廢水的COD及SS的去除率都比較高。將其與鐵鹽、鋁鹽等化學(xué)藥劑進行比較可以看出，微生物絮凝劑可以在活性污泥中產(chǎn)生更為強烈且高效的絮凝作用，它所產(chǎn)生的沉淀也更為容易過濾。對于已經(jīng)經(jīng)過絮凝作用的殘渣來說，可以通過生物降解的方式來進行處理，不容易出現(xiàn)二次污染的現(xiàn)象。從上述內(nèi)容就可以看出，采用微生物絮凝劑的方式來進行水處理，可以發(fā)揮出高效且無毒的重要優(yōu)勢作用。4.4土壤修復(fù)的應(yīng)用土壤生物修復(fù)技術(shù)具有環(huán)境友好、成本低、可原位處理等多種優(yōu)點，已經(jīng)成為當(dāng)前階段需要重點研究的熱點內(nèi)容。有益的微生物一般都可以利用自身的代謝作用來實現(xiàn)對土壤中有機污染物的分解，它所分泌的有機酸、鐵載體等物質(zhì)可以讓重金屬轉(zhuǎn)化成為無害化的狀態(tài)。除此之外，根際微生物能夠?qū)χ参锏纳L產(chǎn)生重要的協(xié)助作用,這對土壤修復(fù)具有重要的促進性作用。通過對分子生物技術(shù)進行利用，可以實現(xiàn)對菌種的篩選，選出具有高效代謝能力的菌種。同時還能實現(xiàn)對微生物修復(fù)過程中群