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复杂微生物群落结构的解析及动态监测一直是微生物方面研究的热点。但在群落水平上低成本的快速检测技术尚不成熟。基于16S r DNA的快速定量技术的难点在于:对多个16S r DNA同时进行快速(2小时内)识别和定量目前还是一个国际难题。通过研究发现微生物群落中各个分类层面(界、门、纲、目、科、属)上存在一定数量的SNP(Single Nucleotide Polymorphisms)位点。本课题将利用群落分类层级上序列存在的SNP位点设计单碱基识别的特异性引物,以样品的宏基因组为模板进行实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitive PCR,q PCR)定量,实现微生物群落结构的快速定量、动态变化监测。课题的主要研究内容包括三个方面:错配碱基引入引物的方法筛查,即SAP(Simple Allelediscriminating PCR)引物设计技术的研究;编写能辅助SAP引物设计的软件,使得引物设计的过程更为快速简单;利用研究的SAP引物设计技术对古井贡酒窖泥样本进行定量分析。本课题的创新点:(1)通过在SNP位点处引入碱基错配的方式,设计能特异性识别仅存在单碱基差异的多序列混合样本中的一组DNA序列,系统地讨论碱基错配引入方式,并仔细研究了在引物3′末端倒数第二位或第三位引入错配后引物的特异性识别能力,这点尚未见报道;(2)利用各个分类层面存在大量的SNP,并结合SAP技术,进行分类层面的定量,可以快速考察群落结构的宏观结构变化,这种方法简单实用;(3)编写了辅助引物设计的软件使得设计过程变得快速、通用,能自动搜索用于引物设计的SNP位点,能对不同环境样本进行快速分析。