Ⅰ 微生物群落结构的研究方法有哪些
分离培养技术在土壤微生物的研究中有很大的局限性,因为土壤中的微生物大部分还处于不能被分离培养状态.随着微生物研究技术的发展尤其是分子生物学技术的发展,一系列不依赖于培养的技术在土壤微生物研究中得到广泛应用.本文介绍了生物标志物法、SCSU、DNA复性分析、DGGE、TGGE、ARDRA、T-RFLP、SSCP、PAPD和ERIC-PCR图谱分析等方法在土壤微生物群落结构研究中的应用.
Ⅱ 研究群落的基础是什么
群落由许多种群构成，研究种群是研究群落的基础。不同群落的物种数目一般是不粗迅知同的，任何一个群落中，物种都是通过一定的联系聚集在一起的，群落水平上研究的问题除了丰富度还有空间结构、群落的演替等。
生物群落生物群落是指在一定时间内一定空间内上的分布各物种的种昌扮群集合，包括动物、植物、微生物等各个物种的种群，共同组成生态系统中有生命的部分。组成群落的各种生物种群不是任意地拼凑在一起的，而有规律组合在一起才能形成一个稳定的群落。
如在农田生态系统中的各种生物种群是根据人们的需要组合在一起的，而不是由于他们的复杂的营养关系组合在一起，所以农田生态系统极不稳定，离开了人的因素就很容易被草原生态系统所替代。
群落的组成组成生物群落的种类成分是形成群落结构的基础。群落中种类组成，是一个群落的重要特征。营养物质的丰富程度不同，种类数目可以相差很大。
陆地生物群落中植物种类的多样性和结构的复杂性能直接影响动物种类和数量。微生物和土壤动物是生物群落中的重要成员，促进岩消能量的多级利用和物质的循环过程。
Ⅲ 如何研究生物群落中的物种组成
做样方调查，选择合适的样方，调查动植物种类。
另外，针对不同的生境，对应的群落主体不同，如，水体，土壤，森林，我们要调查的物种集中存在的区域也各不相同，所以，水体的生物有水体的专门的取样调查方法，土壤中动植物，以及微生物的调查也有土壤的调查办法，具体的，你可以参考生态学的野外调查相关的工具书，都是有的。
Ⅳ 研究生物群落要以研究什么为基础
本人是生物老师。正在讲这一单元。。群落的研究重点是研究群落的结构特征和种间关系。
群落实同一时间内聚集在同一区域的各种生物种群的集体。
种间关系包括捕食、竞争、寄生和互利共生四种。
群落的结构包括垂直结构和水平结构。
Ⅳ 如何利用群落学知识提高群落生产
演替中的群落向顶极群落发展，在此过程中，各层植物均有进行光合作用的机会，总初级生产量较高，顶极群落处于相对稳定状态，有些植物在群落演替过程中可能被淘汰，高大树木下层见光的机宴瞎者会少或无，总初级生产量不如演替中的群落高；并且演替中的群落用于植物呼吸消耗的能量比顶极群落少，用于植物的生长和繁殖的净初级生产量比顶极群落多，净初级生产量大于顶极群落，其生物量增加速率也大于顶极群落。因此，一个生态系统的净初级生产量会随着生态系统的成熟而减少。
群落(生物群落，biotic community)指特定时间内，由分布在同一区域的许多同种生物个体自然组成的生物系统。居住在一定空间范围内的生物种群的集合。它包括植物、动物和微生物等各个物种的种群，共同组成生态系统中有生命的部分。
生物群落=植物群落+动物群落+ 微生物群落
生物群落上述的三个部分，从目前来看，植物群落学研究得最多，也最深入，群落学的一些基本原理多半是在植物群落学研究中获得的。植物群落学(phytocoenology)也叫地植物学(geobotany)、植物社会学(phytosociology)或植被生态学(ecology of vegetation)，它主要研究植物群落的结构、功能、形成、发展以及与所处环境的相互关系。已形成比较完整的理论体系。
动物群落学的研究较植物群落困难，起步也相对较晚，但对近代群落生态学作出重要贡献的一些原理，如中度干扰说对形成群落结构的意义，竞争压力对物种多样性的影响，形成群落结构和功能基础的物种之间的相互关系等许多重要生态学原理，多数是由动物学家研究开始，并与动物群落学的进展分不开。最有效的群落生态学研究，应该是动物、植物和微生物群落的有机结合。
2.群落的性质
关于群落的性质，长期以来一直存在着两种对立的观点。争论的焦点在于群落到底是一个有组织的系统，还是一个纯自然的个体集合。
①"有机体"学派认为:沿着环境梯度或连续环境的群落组成了一种不连续的变化，因此生物群落是间断分开的。法国的Braun-Blanquet、美国晌薯的Clements和英国的Tansley等支持上述观点。
②"个体"学派则认为:在连续环境下的群落组成是逐渐变化的，因而不同群落类型只能是任意认定的。前苏联的Ramensky、美国Gleason的和法国的Lenoble等支持上述观点。
虽然现代生态学的研究，群落存既在着连续性的一面，也有间断性的一面。如果采取生境梯度的分析的方法，即排序的方法来研究连续群变化，虽然在不少情况下，表明群落并不是分离的、有明显边界的实体，而是在空间和时间上连续的一个系列。但事实上，如果排序的结果构成若干点集的话，则可达到群落分类的目的;如果分类允许重叠的话，则又可反映群落的连续性。这一事实反映了群落的连续性和间断性之间并不一定要相互排斥，关键在于研究者从什么角度和尺度看待这个问题。
3.群落与生态系统
群落和生态系统究竟是生态学中两个不同层次的研究对象，还是同一层次的研究对象。这个问题，还存在着不同的看法，大多者认为应该把两者分开来讨论，如Om(1983)和Smith(1980)等人，但也有不少学者把它们作为同一个问题来讨论，如Kreb(1985)和Whittaker(1970)等。
但我们认为，群落和生态系统这两个概念是有明显区别的，神简各具独立含义。群落是指多种生物种群有机结合的整体，而生态系统的概念是包括群落和无机环境。生态系统强调的是功能，即物质循环和能量流动。但谈到群落生态学和生态系统生态学时，确实是很难区分。群落生态学的研究内容是生物群落和环境相互关系及其规律，这恰恰也是生态系统生态学所要研究的内容。随着生态学的发展，群落生态学与生态系统生态学必将有机的结合，成为一个比较完整的，统一的生态学分支。
4.群落结构的松散性和边界的模糊性
同一群落类型之间或同一群落的不同地点，群落的物种组成、分布状况和层次的划分都有很大的差异，这种差异通常只能进行定性描述，在量的方面很难找到一个统一的规律，人们视这种情况为群落结构的松散性。
在自然条件下，群落的边界有的明显，如水生群落与陆生群落之间的边界，可以清楚的加以区分;有的边界则不明显，而处在连续的变化中，如草甸草原和典型草原的过渡带，典型草原和荒漠草原的过渡带等。多数情况下，不同群落之间存在着过渡带，被称为群落交错区(ecotone)。
Ⅵ 群落研究的内容包括
（1）研究生物群落要以研究种群为基础，在研究池塘群落时，主要研究该群落内种群数量（即群落的丰富度 ）、各种群之间的关系、群落演潜情况、群落的空间结构、群落范围和边界等方面的内容．
（2）在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落具有一定的空间结构，群落的空间结构包括水平结构和垂直结构．
（3）研究表明森林植物群落具有明显的分层现象，森林植物的分层与对光的利用（光照强度）有关．而植物的垂直结构又为动物创造了多样的栖息空间和食物条件，导致群落中的动物也具有分层现象．
故答案为：
（1）种群
（2）丰富度 各种群之间的关系、群落演潜情况、群落的空间结构、群落范围和边界等
（3）水平结构 垂直结构
（4）对光的利用（光照强度） 栖息空间和食物条件
Ⅶ 群落是指什么因此研究生物群落要以研究什么为基础
（1）群落是指在一定的自然区域内，所有的种群组成一个群落，因此，研究生物群落要以种群研究为基础．
（2）森林中植物的分层与光照有关，而动物的分层是因为食物和栖息空间不同．
（3）统计土壤动告肢磨物丰富度的方法有记名计算法和目测估计法，其中记名计算法指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，一般用于个体较大，种群数量有限的群落．
故答案为：
（1）在一定的自然区域内，所有的种群饥缓组成一个群落 种群
（2）光照 食物、栖息地
（3）记名计袜斗算法目测估计法
Ⅷ 高中生物 群落问题
每个群落都是由一定的植物、动物、微生物种群组成的。不同类型的群落必然具有不同的物种组成，因此物种组成是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征。不同群落物种组成的差异应从性质和数量两方面进行分析。
首先，不同群落其种类组成的优势种是不同的。以森林群落为例，组成热带雨林的植物种类特别丰富，数量占绝对优势的是木本植物。在物种组成上，高等植物多为乔木，还富含藤本植物和附生植物。常绿阔叶林则主要以壳斗科、樟科、山茶科、木兰科等常绿阔叶树种为主。落叶阔叶林的优势树种为壳斗科的落叶乔木，如山毛榉属、枥属、栗属、椴属等，其次为桦木科、槭树科、杨柳科的一些种。北方针叶林种类组成相对比较贫乏，乔木以松、云杉、冷杉和落叶松等属的树种占优势。
其次，不同群落的物种丰富度是不同的。一般说来，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越多，群落结构也越复杂。从赤道到北极，人们会发现动植物的种类将逐渐减少。例如，在哥伦比亚营巢的鸟类有近1 395种，由此往北到巴拿马，营巢鸟类就减少到630种，再往北到佛罗里达又减少到143种，而到芬兰就只有118种了，格陵兰只有56种。
2.如何研究群落的物种组成
物种组成是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征。群落研究一般都从分析物种组成开始。物种组成可以从定性和定量两个方面进行研究。
（1）物种组成的性质分析
通过最小面积的方法对一个群落的物种组成进行逐一登记，得到一份所研究的群落的生物种类的名录。根据各个种在群落中的作用划分群落成员型。植物群落中群落成员型包括以下几类。
优势种和建群种 对群落的结构和形成有明显控制作用的植物称为优势种。群落的不同层次可以有各自的优势种，其中优势层的优势种常称为建群种。
亚优势种 指个体数量与作用都次于优势种，但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的植物种。
伴生种 为群落中的常见种类，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。
偶见种或稀见瞎誉棚种是指那些在群落中出现频率很低的种类，多半是由于本身数量很少的缘故。
同一个植物种在不同的群落中可以不同的群落成员型出现。在动物中，社会等级的确立与植物中的群落成员型有相似之处。
（2）物种组成的数量特征
有了所研究的群落完整的生物名录，只能说明群落中有哪些物种。要进一步说明群落特征，在查清了它的种类组成后，还需要对种类组成进行定量的分析，种类组成的数量特征是近代群落分析技术的基础。数量特征包括以下几种指标。磨则
种的个体特征
多度 是对物种个体数目多少的一种估测指标，用于生态系统野外调查。国内采用Drude七级制标准：极多（植物地上部分郁闭）、很多、多、尚多、不多（分散）、少、单独。
密度 指单位面积或单位空间内的个体数。
盖度 指植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比，即投影盖度，又分种盖度、层盖度、总盖度。
频度 指某个物种在调查范围内出现的频率，即该种个体出现的样方数/调查样方总数。
高度 生物体外部在垂直方向上的大小。植物高度又分为自然高度和绝对高度。
重量 是用来衡量种群生物量或现存量多少的指标。一般用干重（65～80 ℃烘干至恒重），有时也用鲜重。
体积 是生物所占空间大小的度量。
综合数量指标
除了上述单一性的测量参数外，往往还用几项参数综合评估衡量一个种在生态系统中的地位。此处仅介绍优势度和重要值。
优势度 用虚历以表示一个种在群落中的地位与作用的综合指标。一般可以采用盖度、密度或多度以及重量的组合衡量。
重要值 用来表示某个种在群落中的地位和作用的综合指标。计算方法是：重要值=相对密度+频度+相对优势度（相对盖度）。
由于动物有运动能力，多数动物群落研究中以数量或生物量为优势度指标。
3.种间关系的其他实例
（1）种间竞争
种间竞争可以分为资源利用性竞争和相互干涉性竞争两类。
在资源利用性竞争中，两种生物之间没有直接干涉，只有因资源总量减少而产生对竞争对手的存活、生殖和生长的间接影响。例如，两种达尔文雀（勇地雀和仙人掌地雀）之间的竞争。在加拉帕戈斯群岛的小岛上，20世纪70年代晚期有一次干旱大幅度降低了种子（两种雀的食物）的产量，两种雀都在干旱中存活了下来，但食物改变了，勇地雀集中去采食小的仙人掌种子，而仙人掌地雀选择较大的种子。
相互干涉性竞争也很常见。例如，某些植物能分泌一些有害物质，阻止别种植物在其周围生长。
（2）捕食
对捕食的理解，有广义和狭义两种。广义的捕食包括以下几类：典型捕食，指食肉动物吃食草动物或其他动物，如狮吃斑马，猫吃老鼠（狭义的捕食就是指这一类）；食草，指食草动物采食绿色植物，如羊吃草，在这种关系中，植物不一定全部被吃掉；寄生，指寄生物从宿主获得营养，一般不杀死宿主。
（3）偏利共生
两个不同物种个体之间发生的一种对一方有利的现象称为偏利共生。例如，附生植物与被附生植物之间的关系就是一种典型的偏利共生。附生植物如地衣、苔藓等借助于被附生植物支撑自己，可获得更多的光照和空间资源。几种高度特化的鱼类，其头顶的前背鳍转化为卵形吸盘，借以牢固地吸附在鲨鱼和其他大型鱼类的身上，随之移动并获取食物，也是偏利共生的典型例子。
4.群落空间结构的实例
（1）群落的垂直结构
大多数群落的内部都有垂直分化现象，即成层现象。以陆生群落为例，成层现象包括地面以上的层次和地面以下的分层。层的数目依群落类型不同有很大变动。森林的层次比草原的层次多，表现也最清楚。大多数温带森林至少有3～4层，最上层是由高大的树种构成乔木层，之下有灌木层、草本层，以及由苔藓与地衣构成的地被层。在地面以下，由于各种植物根系所穿越的土壤深度不同，形成了与地上层相应的地下层。热带雨林的种类成分十分复杂，群落的层数最多。多数农田植物群落仅有一个层次。
正如群落中植物有分层现象一样，各种动物也因生态位不同而占据着不同的层。例如，鸟类经常只在一定高度的林层做巢和取食。在我国珠穆朗玛峰的河谷森林里，白翅拟腊嘴雀总是成群地在森林的最上层活动，吃食大量的滇藏方枝柏的种子；而血雉和棕尾虹雉是典型的森林底层鸟类，吃食地面的苔藓和昆虫；煤山雀、黄腰柳莺则喜欢在森林中层做巢。
在水域生态系统中，垂直分布也是很明显的。藻类总是分布在阳光能够照射或透过的水体上层；浮游动物生活在植物能延伸到的地区，而且能够在较深的水域活动；软体动物、环节动物和蟹类则生活在水体的底层。不同鱼类也常分布在不同层次上，这些动物的垂直分布都与水体的物理条件（温度、盐度和氧气含量等）和生物条件（食物、天敌等）有密切关系。
群落成层现象的出现使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量，能最充分地利用空间和营养物质，产生更多的生物物质。农业生产中的间作、套种和“多层楼”等，就是人们模拟天然植物群落的成层性，在生产实践中的一种创造性的应用。
（2）群落的水平结构
群落的水平结构主要表现特征是镶嵌性。镶嵌性表明植物种类在水平方向上的不均匀配置，它使群落在外形上表现为斑块相间的现象，具有这种特征的群落叫做镶嵌群落。在镶嵌群落中，每一个斑块就是一个小群落，小群落具有一定的种类成分和生活型组成，它们是整个群落的一小部分。例如，在森林中，林下阴暗的地点有一些植物种类形成小型组合，而在林下较明亮的地点是另外一些植物种类形成的组合。这些小型的植物组合就是小群落。内蒙古草原上锦鸡儿灌丛化草原是镶嵌群落的典型例子。在这些群落中往往形成1～5 m左右的锦鸡儿灌丛，呈圆形或半圆形的丘阜。这些锦鸡儿小群落内部由于聚集细土、枯枝落叶，具有良好的水分和养分条件，形成一个局部优越的小环境。小群落内部的植物较周围环境中的返青早，生长发育好，有时还可以遇到一些越带分布的植物。
群落镶嵌性形成的原因，主要是群落内部环境因子的不均匀性，例如，小地形和微地形的变化、土壤温度和盐渍化程度的差异、光照的强弱以及人与动物的影响。人为的干扰，诸如过度放牧、粗放开垦等能破坏地表的植被，增加地表的蒸发，加快土壤盐分向地表聚积的速度，导致地表土壤的含盐量逐渐增加，使一些耐盐碱植物生活良好，而其他植物逐渐死亡，形成碱斑裸地，在景观上体现镶嵌性或植物的斑块分布。
由于存在不大的低地和高地而发生环境的改变形成镶嵌，这是环境因子的不均匀性引起镶嵌性的例子。由于土壤中动物的活动，像因田鼠活动而在田鼠穴附近经常形成不同于周围植被的斑块，这是动物影响镶嵌性的例子。
5.猞猁和雪兔的经典研究
加拿大哈德逊湾公司从18世纪中叶开始就成为北美洲惟一的皮毛商业中心，它保存了多年的皮毛收购统计资料。英国生态学家埃尔顿（Elton）从1924年起，就利用该公司的资料进行研究，提出种群周期性波动的学说。在哺乳类中，常存在9～10年或3～4年的周期性。经典的例子是猞猁和雪兔的9～10年周期波动。
教科书73页的图是根据哈德逊湾公司记录分析的结果。可以看出，猞猁以雪兔为食，当雪兔数量增加时，猞猁食物充足，数量也就不断增加；但当猞猁数量过多时，雪兔数量急剧下降，猞猁会因食物缺乏而饥饿或病死，造成数量下降；同时，这也给雪兔提供了一个繁衍恢复的机会。雪兔的数量增多了，猞猁又随之增多。通过这种捕食关系，使雪兔和猞猁的数量都出现了周期性的波动。应当注意，除猞猁对雪兔的影响外，雪兔还受到许多其他因素的影响，如雪兔所吃的植物也影响这个周期。当雪兔数量增加时，植物叶组织的质量变差，数量降低，当降低到不足以养活雪兔种群时，雪兔与其食料之间的相互关系就会成为决定种群动态的关键因素。植物食料减少，引起食物缺乏，这就会降低雪兔的生殖潜力。雪兔数量的减少将导致捕食动物（猞猁）和雪兔之间的比例失调，从而强化了捕食作用。因此雪兔—猞猁种群的周期最好认为是3个组分相互作用的结果：植物、雪兔和猞猁。
当然，这个例子表明的不只是种群数量的周期性变动情况，还说明猞猁数量的周期性变化是在雪兔周期性变化之后。换言之，由于猞猁种群密度的增加而产生的降低本种群增长率的效应，并不能即时发生作用，而是要经过一定时间才能显现出来，猞猁数量变动周期较雪兔晚了1年。
6.城市立体绿化
城市立体绿化是指利用城市地面以上的各种不同条件，选择各类适宜的植物，栽植于人工创造的环境中，使绿色植物覆盖地面以上的各类建筑物和构筑物的表面，增加城市的绿化面积，改善城市的生态环境和居民的生活环境。它的主要形式有墙体绿化、阳台绿化、架廓绿化、篱笆与栅栏绿化、屋顶绿化（屋顶花园）、室内绿化等。
一些先进国家提倡建筑与环境之间要成为一个有机统一体，实施建筑形体与自然配合，即“与环境共生”的生态建筑，其中立体绿化就成为重要的指标之一。如用绿色植物把屋顶、墙面、阳台、平台、立交桥、高架线的柱和边沿等都包装起来，不但补偿了因建筑占用的绿地，更能取得良好的环境效果。城市立体绿化的鼻祖是公元前5世纪的古巴比伦国王尼布甲尼撒，他为王后修建的“空中花园”，是人类历史上最早的立体绿化。1959年美国已考虑到屋顶绿化的独特作用，在加州奥克兰市6层车库建了1.2 hm2的屋顶花园，被视为建筑与园林艺术“杂交”的奇葩。1977年在加拿大温哥华18层办公楼上，采用轻型多孔材料，造成盆景式的空中花园。在德国，1990年已有绿化屋顶9×106 m2，仅汉诺威市用屋顶绿化法就复活了50%的绿地。巴西的库的里提巴市圣都蒙特广场周围，虽然大厦林立，但由于墙面和屋顶绿草如茵，四季尘土不扬，炎夏凉爽舒适。法国巴黎、英国伦敦一幢幢高楼平顶上栽种各种树木与花草，美不胜收。摩纳哥首都摩纳哥城的居民住宅不仅窗口、阳台，就连屋顶也种了各种植物，处处有精巧、别致的屋顶花园映入眼帘。香港也十分重视见缝插绿，新区屯门28层高楼屋顶就有花园27×104 m2。新加坡、吉隆坡等城市的过街天桥、桥体和多层停车场，花木扶疏、绿茵如毯，阳台、平台和屋顶花团锦簇。
绿化名城南京市近年实施立体绿化，在市内各主次干道沿街的墙体、围栏、屋顶、廊柱、河岸等处广植垂直绿化苗木，给街道建筑穿上绿装。仅2004年春季以来，全市就栽种垂直绿化苗木50多万株、建成立体绿化带总计50多公里，引种的藤本植物有爬山虎、金银花、凌霄、紫藤、常春藤、扶芳藤、木香、藤本月季等10多个品种，其营造的“绿墙绿房绿柱廊”的城市立体绿化空间，不仅使环境更加美丽，还将给市民度夏带来更多阴凉。
Ⅸ 如何研究食品中微生物的群落结构
研究食品中微生物的群落结构，可以采用聚合酶链式反应 变性梯度凝胶电泳技术分别对食品中细菌16S rRNA和真菌18S rRNA的PCR产物进行分离。
根据基因指纹图谱分析群落结构及其动态变化过程，并对细菌和真菌的主要优势条带进行克隆、测序、构建系统发育树。
结果表明食品中的最初的微生物群落结构差异小，在发酵过程中细菌和真菌的种类均在二翻时迅速增加，群落结构产生显着变化。而后不同种类的数量随着发酵时间的推进有规律地增加或减少，最后趋于稳定。
Ⅹ 怎么分析微生物群落结构和多样性
微生物群落的种群多样性一直是微生物生态学和环境学科研究的重点。近几年来，微生物群落结构成为研究的热点。首先，群落结构决定了生态功能的特性和强弱。其次，群落结构的高稳定性是实现生态功能的重要因素。再次，群落结构变化是标记环境变化的重要方面。因此，通过对目标环境微生物群落的种群结构和多样性进行解析并研究其动态变化，可以为优化群落结构、调节群落功能和发现新的重要微生物功能类群提供可靠的依据。
从年代上来看，微生物群落结构和多样性解析技术的发展可以分为三个阶段。20世纪70年代以前主要依赖传统的培养分离方法，依靠形态学、培养特征、生理生化特性的比较进行分类鉴定和计数，对环境微生物群落结构及多样性的认识是不全面和有选择性的，方法的分辨水平低。在70和80年代，研究人员通过对微生物化学成分的分析总结出了一些规律性的结论，从而建立了一些微生物分类和定量的方法即生物标记物方法，对环境微生物群落结构及多样性的认识进入到较客观的层次上。在80和90年代，现代分子生物学技术以DNA为目标物，通过rRNA基因测序技术和基因指纹图谱等方法，比较精确地揭示了微生物种类和遗传的多样性，并给出了关于群落结构的直观信息。
1 传统培养分离方法
传统培养分离方法是最早的认识微生物群落结构和多样性的方法，自1880年发明以来一直到
现在仍被广泛使用。传统培养分离方法是将定量样品接种于培养基中，在一定的温度下培养一定的时间，然后对生长的菌落计数和计算含量，并通过在显微镜下观察其形态构造，结合培养分离过程生理生化特性的观察鉴定种属分类特性。培养分离方法采用配比简单的营养基质和固定的培养温度，还忽略了气候变化和生物相互作用的影响，这种人工环境与原生境的偏差使得可培养的种类大大减少(仅占环境微生物总数的0.1%～10%[1])。而且，此方法繁琐耗时，不能用于监测种群结构的动态变化。
2 群落水平生理学指纹方法(CLPP)
通常认为微生物所含的酶与其丰度或活性是密切相关的。酶分子对于所催化的生化反应特异性很高，不同的酶参与不同的生化反应。如果某一微生物群落中含有特定的酶可催化利用某特定的基质，则这种酶-底物可作为此群落的生物标记分子之一，标记了某种群的存在。由Garlan和Mills[2]于1991年提出的群落水平生理学指纹方法(CLPP)是通过检测微生物样品对底物利用模式来反映种群组成的酶活性分析方法。具体而言，CLPP分析方法就是通过检测微生物样品对多种不同的单一碳源基质的利用能力，来确定那些基质可以作为能源，从而产生对基质利用的生理代谢指纹。由BIOLOG公司开发的BIOLOG氧化还原技术，使得CLPP方法快速方便。商业供应的BIOLOG微平板分两种：GN和MT，二者都含有96个微井，每一
128 生态环境 第14卷第1期（2005年1月）
微井平板的干膜上都含有培养基和氧化还原染料四唑[3]。其中，BIOLOG的GN微平板含有95种不同碳源和一个无碳源的对照井，而MT微平板只含有培养基和氧化还原染料，允许自由地检测不同的碳源基质[3]。检测的方法是：将处理的微生物样品加入每一个微井中，在一定的温度下温育一定的时间(一般为12 h)，在温育过程中，氧化还原染料被呼吸路径产生的NADH还原，颜色变化的速率取决于呼吸速率，最终检测一定波长下的吸光率进行能源碳的利用种类及其利用程度的分析[4]。
BIOLOG方法能够有效地评价土壤和其它环境区系的微生物群落结构[3~6]。其优点是操作相对简单快速，而且少数碳源即能区别碳素利用模式的差别[5]。然而，BIOLOG体系仅能鉴定快速生长的微生物，而且，测试盘内近中性的缓冲体系、高浓度的碳源及有生物毒性的指示剂红四氮唑(TTC)使得测试结果的误差进一步增大。姚槐应[5]的研究表明，应根据测试对象的特点（例如pH，碳源利用类型及利用能力）改进BIOLOG体系，并且，有必要研究更好的指示剂来取代TTC。
3 生物标记物方法
生物标记物(Biomakers)通常是微生物细胞的生化组成成分，其总量通常与相应生物量呈正相关。由于特定结构的标记物标志着特定类型的微生物，因此一些生物标记物的组成模式(种类、数量和相对比例)可作为指纹估价微生物群落结构。由于分类的依据是从混合微生物群落中提取的生化组成成分，潜在地包括所有的物种，因而具有一定的客观性。并且分析简便快速，适于定性甚至半定量地检测微生物体系的动态变化。20世纪80年代以来常用于研究微生物群落结构的生物标记物方法包括：醌指纹法(Quinones Profiling)、脂肪酸谱图法(PLFAs和WCFA-FAMEs)。测定时，首先使用合适的提取剂提取环境微生物样品中的这些化合物并加以纯化，然后用合适的溶剂制成合适的样品用GC或LC检测，最后用统计方法对得到的生物标记物谱图进行定性定量分析。
3.1 醌指纹法(Quinones Profiling)
呼吸醌广泛存在于微生物的细胞膜中，是细胞膜的组成成分，在电子传递链中起重要作用[7]。醌的含量与土壤和活性污泥的生物量呈良好的线性关系的研究表明，醌含量可用作微生物量的标记[8]。有两类主要的呼吸醌：泛醌(ubiquinone, UQ)即辅酶Q和甲基萘醌(menaquinone,MK)即维生素K[9]。醌可以按分子结构在类(UQ和MK)的基础上依据侧链含异戊二烯单元的数目和侧链上使双键饱和的
氢原子数进一步区分。研究表明，每一种微生物都含有一种占优势的醌[7]，而且，不同的微生物含有不同种类和分子结构的醌[9]。因此，醌的多样性可定量表征微生物的多样性，醌谱图（即醌指纹）的变化可表征群落结构的变化。
用醌指纹法描述微生物群落的参数[7]有：(1)醌的类型和不同类型的醌的数目；(2)占优势的醌及其摩尔分数含量；(3)总的泛醌和总的甲基萘醌的摩尔分数之比；(4)醌的多样性和均匀性；(5)醌的总量等。对两个不同的群落，由上述分析所得数据可以计算出另一个参数____非相似性指数(D)，用于定量比较两个群落结构的差异。
醌指纹法具有简单快速的特点，近几年来广泛用于各种环境微生物样品(如土壤，活性污泥和其它水生环境群落)的分析。
考察了醌指纹法分析活性污泥群落的分析精度，证明此方法是一种可靠的分析方法。然而，醌指纹法也存在一定的局限性，它不能反映具体哪个属或哪个种的变化。 3.2 脂肪酸谱图法(PLFAs、WCFA-FAMEs和其它方法)
从微生物细胞提取的脂肪类生化组分是重要的生物量标记物，例如，极脂(磷脂)、中性脂类(甘油二酯)可分别作为活性和非活性生物量的标记物[10]。更重要的是，提取脂类的分解产物____具有不同分子结构的混合的长链脂肪酸，隐含了微生物的类型信息，其组成模式可作为种群组成的标记。多种脂肪酸谱图法广泛用于土壤、堆肥和水环境微生物群落结构的分型和动态监测[11~13]。
常用的脂肪酸谱图法可分为两种：磷脂脂肪酸(PLFAs)谱图法和全细胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)谱图法[14]。二者分析的对象实质上都是脂肪酸甲酯，不同之处在于提取脂肪酸的来源不同。磷脂脂肪酸(PLFAs)谱图法提取的脂肪酸主要来源于微生物细胞膜磷脂即来源于活细胞，全细胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)谱图法提取的脂肪酸来源于环境微生物样品中的所有可甲基化的脂类即来源于所有的细胞（包括活细胞和死细胞）。因此，磷脂脂肪酸(PLFAs)谱图法的优点在于准确，可靠；全细胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)谱图法的优点在于提取简捷，所需样品量少。对多个环境微生物样品分析而言，先用WCFA-FAMEs谱图法预先筛选再用PLFAs法进行分析是提高效率的较佳选择。
脂肪酸谱图分析包括两种形式：一种是脂肪酸，采用GC分析仪达到分离不同结构的分子的目的；另一种是脂肪酸甲基化产物____脂肪酸甲酯，采用GC-MS分析仪进行不同分子的分离和鉴定。