تحقیق در مورد کاربرد بیوتکنولوژی در میکروبیولوژی خاک

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 تحقیق در مورد کاربرد بیوتکنولوژی در میکروبیولوژی خاک دارای ۳۷ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد تحقیق در مورد کاربرد بیوتکنولوژی در میکروبیولوژی خاک  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی تحقیق در مورد کاربرد بیوتکنولوژی در میکروبیولوژی خاک،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن تحقیق در مورد کاربرد بیوتکنولوژی در میکروبیولوژی خاک :

تعریف (مقدمه)
بیوتکنولوژی علم یا فناوری استفاده از موجودات زنده است. این علم از ابتدای زندگی بشر روی زمین وجود داشته است. یعنی انسانها از موجودات زنده مختلف به نفع خود بهره برداری می کرده اند. برای مثال می توان از تولید موادی که با استفاده از تخمیر تهیه می شوند مانند سرکه، ماست، پنیر تولید بوتانول و استون از نشاسته توسط clostridium acetobutilyum و یا آنتی بیوتیک هایی نظیر پنی سیلین از penicillium نام برد. با این وجود با کشف آنزیم های برشی در دهه ۱۹۷۰ بیوتکنولوژی پیشرفت قابل ملاحظه ای کرد و به ابداع فنون متنوعی در فرآوری ژن انجامید، به طوریکه به عنوان مهمترین انقلاب علمی این قرن در نظر گرفته می شود. بنابراین، بیوتکنولوژی متشکل از تکنیک های مختلفی است که با قصد بهبود ژنتیکی موجودات مورد نظر و یا بهره برداری از سیستم های زنده و اجزای آنها برای منفعت انسان طراحی شده است.

در واقع بیوتکنولوژی محصول تعامل بین علم بیولوژی و تکنولوژی است. به منظور تعریف بیوتکنولوژی پیشنهاداتی ارائه شده است از جمله:
۱) کاربرد علم و مهندسی در استفاده مستقیم یا غیرمستقیم از موجودات زنده و یا اجزا و تولیدات آنها در حالت طبیعی و یا تغییر یافته آن موجودات
۲) استفاده تلفیقی از علوم بیوشیمی، میکروبیولوژی و مهندسی به منظور نائل شدن بر استفاده صنعتی از قابلیت های میکروارگانیزم ها، سلولهای بافت کشت شده و اجزا متعلق به آنها.
۳) استفاده کنترل شده از عوامل بیولوژیکی از قبیل میکروارگانیزم ها یا اجزای سلولی برای استفاده مفید.

۲- کاربرد بیوتکنولوژی در علوم مختلف

کاربرد بیوتکنولوژی در علوم مختلف
در جهان امروز استفاده از تکنولوژی زیستی چنان در تمامی زمینه ها گسترده شده است که صحبت از یک جامعه بدون تأمین محصولات کشاورزی، غذایی، دارویی، بهداشتی و صنعتی آن از طریق تکنولوژی زیستی و مهندسی ژنتیک امری محال و دور از دهن برنامه ریز و آینده نگر است.
مرحوم پرفسور عبدالسلام می گوید: بیوتکنولوژی علمی با ارزش و حیاتی در جهان فعلی است که در گسترش و پیشرفت کشورها نقش اساسی دارد و چنانچه کشورهای جهان سوم از این قافله عقب بیفتد ضررهای جبران ناپذیری متحمل خواهند شد.

بیوتکنولوژی در زمینه های مختلفی کاربرد دارد برای مثال جهت تشخیص، پیشگیری و درمان بیماریهای ژنتیکی از علم بیوتکنولوژی پزشکی استفاده می شود. با استفاده از علم بیوتکنولوژی کشاورزی، گیاهانی را تولید می کنیم که حاصل صنعت خاصی هستند. مثلاً در مقابل بیماری خاصی مقاوم هستند یا محصول خاصی را تولید می کنند. در زمینه دام و آبزیان برای اصلاح نژاد و تشخیص بیماریهای آنها استفاده می شود. در صنعت و محیط زیست برای تولید داروها، آنزیمها، تجزیه بیوتکنولوژی و بیولیچینگ کاررد دارد. بیوتکنولوژی در زمینه دفاعی و امنیت ملی نیز از اهمیت خاصی برخوردار است. در حال حاضر بیوتکنولژی جزء یکی از فناوریهایی است که گفته می شود سلاح آینده دنیا خواهد بود. زیرا برخی از کشورها در حال تهیه میکروارگانیسم هایی و یا ویروسهایی هستند که بتوانند نژادها یا افراد خاصی را هدف قرار بدهد. بنابراین تشخیص و تخریب عوامل سمی جزء کارهایی است که می توان در این زمینه انجام داد. در زمینه های حقوقی و قضایی بیوتکنولوژی کاربردهای بسیاری دارد. در تشخیص هویت از روش انگشت نگاری DNA استفاده می شود که بهترین روش تشخیص هویت است.

۳- تکنیکهای مورد استفاده
در بیوتکنولوژی

«تکنیکهای مورد استفاده در بیوتکنولوژی»
از بنیادی ترین علوم مورد نیاز بیوتکنولوژی می توان به میکروبیولوژی، بیوشیمی، مهندسی شیمی، مهندسی الکترونیک و مهندسی ژنتیک اشاره کرد. در بیوتکنولوژی مدرن روشهای مختلفی با استفاده از علوم ذکر شده کاربرد دارد. ار مهمترین روشهای مورد استفاده می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
الف) RCR
ب) الکتروفورز
پ) روش ردیف یابی بازهای DNA

ت) روش جهش زایی مصنوعی
ث) روش کلون کردن ژن
ج) روش انتقال ژن
چ) کشت سلول (کشت بافت)

الف – روش تکثیر اختصاصی DNA (RCR)
روش RCR که نخستین بار در سال ۱۹۸۵ گزارش شد، در روش ها و فنون مربوط به دستکاری مولکول DNA انقلابی ایجاد کرده است، زیرا با این روش، تکثیر قطعه ای از DNA به طور انتخابی به میزان دهها هزار و یا حتی میلیون (یا بیشتر) برابر امکان پذیر می گردد. در تکثیر DNA به روش RCR دو پرایمر اولیگونوکلئوتیدی دخیل اند. که در دو طرف DNAای که باید تکثیر شود واقع می شوند. هر یک از این دو پرایمر به رشته مخالفشان در DNAی مورد هدف متصل می گردند و مکان آنها به گونه ای است که سنتز زنجیره DNA توسط DNA پلیمراز در میان دو پرایمر انجام می گیرد و به طور مؤثری باعث دو برابر شدن زنجیره DNA می شود از آنجا که زنجیره های تازه به وجود آمده (نوپدید) نیز مکمل پرایمرها هستند، این چرخه می تواند پس از یک مرحله باز کردن زنجیره ها از هم تکرارشود. متصل شدن پرایمرها و تکثیر DNAی هدف تا ۱۰۰۰ برابر ادامه خواهد داشت.

می توان گفت RCR روشی است که در آن با یک برنامه دوره ای تکرار شونده (مشتمل بر گرم و سرد کردن Thermocycle) DNA به همراه یک آنزیم DNA پلیمراز مقاوم به گرما و دو ردیف ویژه پرایمر استفاده می شود. فرآیند تکثیر DNA با این روش به صورت تصاعد هندسی است بنابراین بدین ترتیب می توان مقادیر زیادی DNA به دست آورد.

به عنوان نمونه وقتی از RCR استفاده می شود که تصاویر بسیار جزیی از ردیف ویژه ای در اختیار است و به منظور مطالعه این DNA باید آن را به دفعات زیاد تکثیر کرد تا به مقدار کافی در دسترس قرار گیرد.

ب) الکتروفورز
حرکت مولکولهای باردار در یک میدان الکتریکی روی یک بستر را الکتروفورز می گویند. چون این روش به اختلافات کوچک موجود در بار الکتریکی و جرم مولکولها حساس است، روش ایده آل برای جداسازی مولکولهای بیولوژیکی مانند پروتئین ها و مولکولهای DNA به شمار می رود. سرعت حرکت یک مولکول در میدان الکتریکی بستگی به اندازه و بار مولکول و PH محیط دارد.
بستر ژن الکتروفورز ممکن است ژل آگارز، ژل پلی اکریلامید، استات سلولز و… باشد. نمونه های باردار روی این ژل قرار می گیرند و پس از ایجاد میدان الکتریکی در دو سوی ژل، مولکولهای باردار به حرکت در آمده و طول ژل را طی می کنند و بسته به بار الکتریکی و اندازه شان، سرعت حرکت متفاوتی خواهند داشت و بنابراین به صورت باندهای مجزا از یکدیگر جدا می شوند که البته پس از اتمام جداسازی، باید این باندها را با روشی مناسب رنگ آمیزی و آشکار کرد.

پ) روش ردیف یابی بازهای DNA
DNA sequencing در حقیقت تعیین توالی تمام یا بخشی از نوکلئوتیدهای DNA است دزوکسی – ریبونوکلئیک خاصی به نام DNA است. توانایی در تعیین توالی های DNA امروزه به صورت یکی از روشهای مهم زیستی شناسی مولکولی در آمده است:
دلایل اساسی برای تعیین توالی مولکول DNA:
۱- حدس و پیشگویی درباره عملکرد DNA

۲- سنتز مصنوعی و آسان مولکول DNA
هدف DNA sequencing تعیین ترتیب بازهای (ACGT) در یک مولکول DNA می باشد. با این وجود دانستن توالی DNA مربوط به یک ژن، ضرورتاً نمی تواند بیان کننده نوع و چگونگی عمل آن ژن باشد، همانطور که دانستن کدهای دودویی (۰,۱) در کامپیوتر حتما نمی تواند بیان کننده عمل برنامه های کامپیوتری باشد. در هر دو مورد ما به طور طبیعی به یک گستره وسیع از اطلاعات اضافی درباره سیستم های بیولوژیک یا الکترونیک نیاز داریم تا بتواند این اطلاعات را تفسیر کند.
به طور معمول دو روش کلی DNA sequencing مورد استفاده است. این دو روش یکی chain termination و دیگری chemical degradation می باشند که معمولاً به ترتیب به روشهای Sanger و Maxam & Glbert معروف می باشد. (ابداع کنندگان روش).

روش chain termination به سنتز آنزیمی مولکول DNA نشاندار بستگی دارد که با استفاده از نوکلئوتیدهای خاص تغییر یافته (برای خاتمه مرحله طویل شده DNA) صورت می گیرد. روش chemical degradation نیز بر اساس یکسری واکنشهای شیمیایی خاص یک مولکول DNA که در یک انتها نشاندار شده انجام می گیرد.
اگر چه در موارد کاربردی خاصی روش chemical degradation مورد استفاده قرار می گیرد اما به طور عمده و گسترده ای امروز تعیین توالی DNA با استفاده از روش chain termination صورت می گیرد.

ت) روش جهش زایی در محیط خارج از موجود زنده :
invitro Mutognesis
فنون متعددی است که برای ایجاد جهش ویژه ای در موقعیت از پیش تعیین شده ای در یک مولکول DNA مورد استفاده قرار می گیرد.
بدین ترتیب که میکروارگانیسم ها را در معرض مواد شیمیایی جهش زا مثل اتیل متان سولفات (EMS) اتیل اتان سولفات (EES)، آکریدین ها و یا اشعه های یونیزه کننده مثل اشعه x و قرار می دهند. اکثر میکروارگانیسم های جهش یافته حامل صفات نامطلوب خواهند بود. ولی در بین آنها ممکن است جهش مفیدی هم اتفاق افتاده و صفت مطلوبی ایجاد شود که از بین این میکروارگانیسم های دارای جهش مفید، برای صفت مورد نظر به گزینش می پردازیم.

ث) روش کلون کردن ژن: Gene cloning
تعریف cloning تکثیر ژنی است یعنی ایجاد دودمانی از میکروارگانیسم های همانند از نظر ژنتیکی، واجد مولکول های DNA نوترکیبی که می توان آنها را به میزان انبوه تکثیر و رشد داد و از این طریق مولکولهای نوترکیب را افزایش داد که طی مراحل زیر صورت می پذیرد:

۱)قطعه ای از DNA حاوی ژن مطلوب وارد مولکول DNA حلقوی که به آن vector (حامل) گفته می شود، می گردد. تا مولکول DNA نوترکیب یا DNAی Recombinant تولید شود.
۲) Vector مثل حمل کننده ای که ژن را به سلول میزبان انتقال می دهد عمل می کند که معمولاُ پلاسمید باکتری است اگر چه از انواع دیگر وکتورها نیز می توان استفاده کرد.
۳) در سلول میزبان vector تقسیم و تکثیر می شود و کپی های کاملاً مشابه زیادی را می سازد که نه تنها خودش بلکه ژن نیز حمل می گردد.
۴) وقتی که سلول میزبان تقسیم می شود کلونی از سلولهای کاملاً مشابه میزبان ساخته می شود هر سلول در کلون حاوی یک تعداد بیشتری کپی از مولکول DNA و نوترکیب می باشد. ژنی که به وسیله مولکول نوترکیب حمل می شود، هم اکنون «کلون» نامیده می شود.
حامل ها: عامل اصلی در کلون ژن، حامل ها هستند که ژن را به سلول میزبان انتقال می دهد و مسئول همانند سازی است. دو نوع طبیعی از این مولکولها وجود دارد:
۵) پلاسمیدها: حلقه های کوچکی از DNA هستند که در باکتریها و دیگر ارگانیسم ها یافت می شوند. پلاسمیدها می توانند مستقل از کروموزوم سلول میزبان نسخه برداری کنند.
۶) کروموزمهای ویروسی: ویروس حامل و ناقل فوق العاده ای است. زیرا وارد هسته سلول شده و ژنهایش را داخل کروموزومهای سلول جایگزین می نماید. وقتی که ژنهای ویروسی از ویروس خارج شدند برای مدت طولانی تکثیر می شوند.

ج) روش انتقال ژن Gene Transfer
یکی از مهمترین جنبه های بیوتکنولوژی، تکنیک انتقال ژن یا ترانسفورماسیون ژنتیکی است که عبارت است از انتقال هدایت شده یک ژن مطلوب از یک موجود زنده به موجود زنده دیگر و (تولید پروتئین) بیان پایدار آن ژن در موجود هدف. ژن منتقل شده را ترانسژن Transgene و موجودی را که پس از انتقال ژن به دست می آید ترانسژیک یا تراریخت می نامند.
با این روش، دانشمندان ابزاری دقیق تر و سریعتر از روشهای سنتی، برای اصلاح گیاهان، جانوران و میکروارگانیسم ها در اختیار گرفتند و امکان دستورزی دقیق ژنها برای رسیدن به صفات مطلوب فراهم گردید.

روشهای انتقال ژن به موجود میزبان متعدد است. در برخی از این روشها انتقال به صورت مستقیم صورت می گیرد. نظیر استفاده از تفنگ ژنی و یاریز تزریقی، اما در بسیاری از روشهای انتقال از ژنومهای واسطی نظیر پلاسمید باکتریایی و ویروسها به عنوان ناقل استفاده می شود.
چ) کشت سلول (کشت بافت)

یکی دیگر از جنبه های مهم بیوتکنولوژی، کشت میکروارگانیسم ها یا سلولها و بافتهای گیاهی در محیط invitro یا محیط کشت مصنوعی است. با این تکنیک امکان نگهداری و تکثیر میکروارگانیسم ها و یا سلولها و بافتهای گیاهی دارای خصوصیات مطلوب و مطالعه دستورزی آنها فراهم می شود.

۴- کاربرد بیوتکنولوژی در میکروبیولوژی خاک

کاربرد بیوتکنولوژی در میکروبیولوژی خاک
با توجه به گستردگی کاربرد بیوتکنولوژی در خاکشناسی برای آشنایی و توجه به اهمیت بحث به چند مثال اکتفا می شود:
۱- استخراج و خالص سازی DNA میکروبی از خاک و نمونه های رسوبی:

دانش تنوع میکروبی در اکوسیستم های طبیعی خیلی کم است. به خاطر اینکه فقط تعداد کمی از میکروبهایی که در محیط های طبیعی رشد می کنند، با روشهای استاندارد و آزمایشگاهی قابل کشت هستند. برای احتراز از این مشکل اخیراً چندین روش برای استخراج مستقیم DNA از مواد محیطی ارائه شده است.
بسته به اینکه آیا سلولهای میکروبی از مواد جداسازی شده اند یا نه روشهای استخراج DNA می توانند شامل استخراج سلولی یا متلاشی کردن مستقیم باشد.
یک دستور العمل استخراج به طور کلی شامل سه گام است:

– متلاشی کردن سلول که می تواند شیمیایی، مکانیکی، آنزیمی باشد.
– جدا کردن قطعات سلولی و نوکلئیک اسید
– خالص سازی

روشهای متلاشی کردن مستقیم سلول نسبت به روش استخراج سلول بیشتر استفاده می شوند، زیرا زمان کمتری می برند و نتیجه بهتری می دهند و همچنین منجر به استخراج DNAای می شوند که بیشتر معرف جمعیت میکروبی موجود در نمونه است.
اگر چه با متلاشی کردن مستقیم سلول، آلودگی ها هم استخراج شده و استخراج DNA را با مشکل مواجه می کنند. بنابراین یک قدم اضافه تر برای خالص سازی لازم است.
حداقل ۴ نوع خالص سازی به طور معمول مورد استفاده قرار می گیرد.
– اولترا سانتریفیوژ شیب غلظت سزیوم کلراید
– کروماتوگرافی

– الکتروفورز
– دیالیز
و فیلتر کردن برای جدا کردن تمام آلودگیها توصیه می شوند. با توجه به ماده محیطی چندین روش خالص سازی با هم ترکیب شوند.
کارآیی استخراج و خالص سازی بسته به خصوصیات نمونه محیطی است و هر قدم از روش استخراج باید برای هر نمونه تعدیل و تصحیح شود.

۲- بررسی فیلوژنتیکی ارگانیزمهای خاک با استفاده از روشهای مولکولی:
بررسی فیلوژنتیکی به منظور توصیف تاریخ تکاملی جانداران به کار می رود. به این صورت که جمعیت های موجودات زنده به نحوی گروه بندی می شود که نحوه پیدایش آنها از اجدادشان را نشان می دهند. ارزش عملی در استفاده از آن اطلاعات در به گزینی ژنتیکی موجودات خاک به خصوص باکتریها می باشد:
با دانستن روابط ژنتیکی بین باکتریها از اطلاعات رده بندی می توان به عنوان راهنمایی برای بهره گیری از منابع ژنتیکی در استفاده از آنها در تلاقی ها و جداسازی ژن های مفید استفاده کرد.

طبقه بندی تاکسونومیکی امروزه بر اساس ادغام سه مؤلفه زیر صورت می گیرد:
۱) صفات مورفولوژیکی
۲) دورگ گیری DNA/ DNA

۳) بررسی توالی های اسید نوکلئیک
که برای این بررسی می توان از منابع زیر استفاده کرد:
– بررسی DNA میتوکندری
– بررسی مقایسه ای ژنهای DNA ریبوزومی
– بررسی ژنهای کلروپلاست

از بین منابع نام برده شده برای مطالعه فیلوژنتیکی، امروزه بیشتر از روش تعیین توالی ژن ۱۶srRNA به عنوان یک روش استاندارد استفاده می شود. چون ژنهای rRNA برای زنده ماندن هه موجودات ضروری بوده و همین توالی نوکلئوتیدها در این ژنها به شدت محافظت می شود و بین سه نوع rRNA موجود در ریبوزوم ۱۶srRNA (5srRNA, 16rRNA, 23srRNA) را به دلیل اندازه مناسب و دارا بودن اطلاعات کافی نسبت به دو ژن دیگر ترجیح داه می شود. به عنوان مثال برای طبقه بندی فیلوژنتیکی موجودات از مقایسه توالی بازهای ژن ۱۶srRNA استفاده شده که بر این اساس، موجودات به سه شاخه یوکاریوتها، آرکئی باکتریها و باکتریها تقسیم شده اند. ساختار درختی این طبقه بندی در شکل زیر آمده است. همچنین از این روش برای شناسایی گونه ها و جنس های باکتریها استفاده می شود. بدین صورت که ردیف بازهای آلی فقط در بخش کوچکی از ژن ۱۶srRNA برای تشخیص باکتریهای در سطح جنس یا سطوح بالاتر مورد استفاده قرار می گیرد.

اطلاعات به دست آمده از تعیین ردیف بازهای آلی ژن ۱۶srRNA نشان می دهد که باکتریهای جنس ریزوبیوم را می توان به چهاربخش مختلف تقسیم کرد. در این مطالعه، دوسویه ریزوبیوم که دارای پروفیلهای پلاسمیدی متفاوت بودند از گرههای گیاه میزبان ماشک (viciaehirsuta) جدا شدند با استفاده زا دو پرایمر، بخش اول ژن ۱۶srRNA (حدود ۲۳۰ جفت باز آلی) به کمک تکنیک RCR تکثیر و ردیف بازهای آلی ژن ۱۶srRNA هر دو سویه با اطلاعات موجود در بانک ژن مقایسه شدند نتایج حاصله نشان داد که ردیف بازهای آلی در هر دو ایزوله با ردیف بازهای آلی باکتری Rhizobium leguminosemm bv.ovicia صددرصد همولوژی داشتند. بنابراین تعیین ردیف بازهای آلی بخش کوچکی از ژن ۱۶srRNA یک روش مفید و قابل اطمینان برای شناسایی باکتریهای ریزوبیوم می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

۳- ردیابی یک ژن خاص در خاک با استفاده از تکثیر DNA جمعیت باکتریایی خاک:
در گذشته برای تشخیص حضور یک باکتری خاص در خاک، آنها را کشت می دادند و با استفاده از خصوصیات فنوتیپی و بیوشیمیایی شان، آنها را شناسایی می کردند. اما بسیاری از آنها قابل کشت در محیط های مصنوعی نیستند و بنابراین شناسایی و ردیابی آنها از طریق روشهای معمولی امکان پذیر نیست و باید از روشهای مولکولی استفاده کرد به عنوان مثال برخی از باکتریها توانایی تجزیه برخی مواد سمی را دارا می باشند و بنابراین حضور چنین باکتریهایی در خاک یک امتیاز به شمار می رود. برای شناسایی خاکهایی که دارای باکتریهایی

با خواص مورد نظر هستند از روشهای ردیابی ژن استفاده می شود. یکی از مهمترین مواد سمی و سرطان زا، حشره کش کربوفوران یا متیل کاربامات است که برخی از باکتریها توانایی تجزیه این گونه مواد سمی را دارند مثلاً باکتری Achromobacter.sp می توانند توسط آنزیم «متیل کاربامات هیدرولاز» حشره کش متیل کاربامات را تجزیه کند این آنزیم توسط ژن mcd کد می شود. یک قطعه از این ژن برای ساختن کاوشگر DNA برای شناسایی جوامع میکروبی خاکی که دارای این ژن بوده و قادر به تجزیه این ماده در خاک هستند، استفاده می شود.
برای این منظور DNA جامعه باکتریایی خاک به طور مستقیم استخراج شده و با کمک کاوشگر مزبور مورد تکثیر RCR قرار می گیرد. بدین وسیله نمونه خاکهایی که دارای این ژن تجزیه کننده متیل کاربامات تولید محصول RCR شناسایی شده و بنابراین خاک مورد نظر قادر به تجزیه این حشره کش می باشد.

۴- تعیین تنوع ژنتیکی میکروارگانیسم های خاک:
میکروارگانیسم ها بیش از تنوع زیستی را تشکیل می دهند و برای حفظ تعادل اکوسیستم اساسی بوده و مهمترین عامل در سیکل های بیوشیمیایی خاک هستند. مطالعه تنوع میکروسکوپی به ویژه در باکتریها نیازمند روش های جدید است باکتریهای قابل کشت را می توان با استفاده از خصوصیات فنوتیپیشان تشخیص داد. با این وجود اطلاعات از مورفولوژی و بیوشیمی این موجودات غالباً خیلی محدود و گمراه کننده است و باید از مطالعات مولکولی استفاده کرد. با پیشرفت تکنیکهای بیولوژی مولکولی تنوع باکتریهای خاک موضوع مطالعه زیادی

در سالهای اخیر شده است. آینده کاوشگرهای نوکلئیک اسید در اکولوژی میکروبی بسیار چشمگیر است. به خصوص زمانیکه روشهای کشت میکروارگانیسم ها موفق نبوده و یا ارگانیسمهای هدف در تعدادی خیلی پایین وجود دارند که قابل ردیابی نیستند، روشهای مبتنی بر RCR شامل توالی یابی و آنالیزهای مبتنی بر ژنهای ۱۶srRNA و ۲۳srRNA به طور وسیع برای تشخیص روابط فیلوژنتیکی باکتریهای خاک به کار می روند.

به عنوان مثال می توان به آزمایشی که جهت تعیین تنوع قارچهای همزیست در مایکوریزای آربسکولایی از یک جمعیت طبیعی صورت گرفته است اشاره نمود.
تاکسونومی مایکوریزای آربسکوبی غالباً بر اساس مورفولوژی اسپورها صورت می گرفته، اما تشخیص دقیق اسپورها، به خاطر تنوع بسیار بالا در مورفولوژی اسپورها و نیز این مسئله که اسپورزایی وابسته به شرایط محیطی و ژنوتیپ قارچ و میزبان است، غالباً دشوار می باشد. بنابراین روشی که بتواند مستقیماً قارچهای همزیست با ریشه گیاهان را تشخیص بدهد

اهمیت زیادی در روشن کردن تنوع مایکوریزا و اکولوژی آنها خواهد داشت. امید بخش ترین روش در این میان استفاده از پرایمرهای اختصاصی DNA در واکنش زنجیره ای پلیمراز RCR است. در این آزمایش استخراج DNA از ریشه گیاهان آلوده صورت گرفت و پس از تکثیر با RCR قطعات به دست آمده روی ژل الکتروفورز تفکیک شده و با استفاده از روش دو رگه سازی تفریقی نشان داده شد که با ترکیب های متنوع است که شامل حداقل ۳ جنس قارچ مایکوریزا می باشد. این تکنیک کاربرد وسیعی در تشخیص موجودات همزیست دیگر، از جمله پاتوژنها دارد.

۵- ترسیم نقشه های ژنتیکی
اگر موقعیت یک ژن در نقشه ناشناخته باشد، جداسازی آن خیلی مشکل خواهد بود. از این رو ترمیم نقشه ژنی، یک پیش شرط مهم در مهندسی ژنتیک است. تهیه نقشه و توالی یابی ژنوم به درک عمل، تنظیم و بیان ژنها کمک شایانی می کند.