未培养微生物原位培养技术研究进展

近几十年来,可培养微生物被不断重复培养和筛选,从中分离结构新颖、活性显著的化合物越来越困难,而这些可培养微生物却仅占微生物总数的1%。未培养微生物是指迄今为止在实验室中还无法纯培养的微生物(占99%)。为了解决未培养微生物问题,科学家们突破了传统的培养方式建立了新型原位培养技术。文章详细介绍了未培养微生物在自然环境中的多样性及重要性、微生物不可培养的原因,重点介绍研究策略以及基于原位培养技术原理发展起来的5种未培养微生物培养分离方法,指出了未培养微生物培养技术的发展方向以进一步促进难培养微生物资源的开发与利用。     

近自然纯培养法对细菌培养的初步研究

依据微生物在自然生境中协作生长的基本特性,提出一种对传统纯培养技术的改进思路及方法：设计一种有孔培养皿,皿内覆盖有不允许细菌通过、但营养物质可以自由流动的微孔滤膜。培养时将该培养皿放入被分离微生物所需生境中,可以克服传统纯培养难以提供外源活性物质的缺陷,一定程度上弥补了混合培养法和传统纯培养法的弱点,从而达到增强部分微生物可培养性、甚至培养出未培养微生物的目的。     

未培养微生物研究策略概述

基于未培养微生物数量巨大、种类繁多、基因资源丰富等特点。扼要介绍了未培养微生物的纯培养分离策略和分子生物学研究方法。随着新型培养策略如原位仿生境培养、限制性培养、单细胞微操作等的出现,使未培养微生物的纯培养成为可能。同时由于宏基因组学和高通量DNA测序等现代分子生物学方法技术的逐渐成熟,使来源于未培养微生物的新基因和新活性物质的分离筛选出现了新的机遇与挑战。     

昆虫肠道微生物分离培养策略及研究进展

昆虫肠道作为一种特殊生境,生存着多种多样的共生微生物,并且肠道内的很多微生物与自然界其他生境的微生物种类显著不同。基于对纯培养微生物的研究,科学家们发现,肠道微生物与昆虫营养、生长发育及免疫等功能密切相关。因此,分离培养是发现微生物新种类、新基因和新功能的基础。然而,自然界可培养的微生物大约只占总数的1%。为了能够对更多的微生物进行分离和培养,近二十年来,微生物学家们发展了诸多新的培养技术和策略并利用它们从昆虫肠道分离出了很多新的难培养微生物。这些新的微生物种类极大地丰富了我们对肠道共生微生物生理作用与功能的认识。以此为基础,本文综述了昆虫肠道微生物分离培养的策略及研究进展,并对未来该领域的发展进行了展望。     

油藏微生物多样性的分子生态学研究进展

油藏微生物是一类宝贵的资源, 在油层生态系统的物质循环和能量流动中发挥着主导作用。传统上, 主要依赖纯培养技术, 使得大部分油藏微生物都没能得到充分认识。分子方法克服了纯培养方法中遇到的问题, 能更好地了解环境微生物群落多样性。近年来, 在油藏微生物群落多样性研究中的应用进展迅速, 对油藏微生物学和生态学的发展产生了重要影响。文中评述了近年来国内外在油藏微生物分子生态方面的研究进展, 并对进一步的研究提出了展望。     

油藏微生物多样性的分子生态学研究进展

油藏微生物是一类宝贵的资源,在油层生态系统的物质循环和能量流动中发着主导作用.传统上,主要依赖纯培养技术,使得大部分油藏微生物都没能得到充分认识.分子方法克服了纯培养方法中遇到的问题,能更好地了解环境微生物群落多样性.近年来,在油藏微生物群落多样性研究中的应用进展迅速,对油藏微生物学和生态学的发展产生了重要影响.文中评述了近年来国内外在油藏微生物分子生态方面的研究进展,并对进一步的研究提出了展望.     

微生物的混合培养

混合培养是指人工建立微生物区系,利用两种或两种以上的微生物不同特性,加以调节控制,以达到所需目的的技术。这种技术在几千年以前,虽没有被认识,但早已得到应用。在十八世纪末,Rober-koch(1943—1910年)建立纯培养体系之前,凡是利用微生物的过程都是混合培养。纯种培养是指在特定环境中,仅存在一种微生物的生长。现在基础理论的研究,微生物技术的应用、工业发酵及优良菌株的选育等都是建立在纯培养的基础之上。纯培养奠定了     

近10年瘤胃微生物分离培养研究进展

瘤胃微生物的研究一直是反刍动物营养研究的重点领域,自20世纪中期以来,大量参与营养代谢的微生物被从瘤胃中分离和认识.当代,尽管分子生物学方法越来越广泛的应用于瘤胃微生物的研究,但传统的分离纯培养的研究方法,因能够获得新的微生物菌种,便于微生物生理功能与代谢的研究,仍具有不可或缺的作用.本文综述了2001年至2011年间中国知网和PubMed数据库中通过纯培养方法从瘤胃中分离微生物菌株(包括新属、种或首次从瘤胃中分离)的相关文献,并展示了这些微生物的形态和发酵特征,同时总结了瘤胃微生物的全基因组信息,旨在为今后瘤胃微生物的研究提供参考菌种和信息.     

土壤样品中细菌多样性的分析

微生物分子生态学的研究表明,自然界中只有很小部分的微生物得到了纯培养,绝大多数微生物是未被开发的和未知的,因此探索和培养那些未知的微生物物种可以发掘微生物新的菌种资源[1-2]。     

宏基因组学技术在微生物功能酶开发中的应用

宏基因组学技术以特定环境样品中微生物复杂群落的基因组总和为研究对象,突破了传统微生物纯培养方法的局限,为不可培养微生物中丰富的基因资源的开发和利用提供了强有力的工具,已经取得了令人瞩目的研究进展。对宏基因组学技术及其在微生物功能酶新基因发现中的应用进行综述。     

环境微生物不依赖于培养的基因组学研究及应用

微生物在生物圈中分布广泛,并且在地球物质循环中占有重要地位,但是约99﹪的微生物目前还不能通过传统的培养方法得到纯培养物（即未培养微生物）,给这些未培养微生物的研究带来很大的困难。随着分子生物学的快速发展及其在微生物研究中的广泛运用,促进了以环境中未培养微生物为研究对象的新兴学科--环境基因组学的产生和发展。在不进行相关微生物培养分离的情况下,通过从环境样品中直接提取获得所有微小生物的全部遗传物质,并构建环境基因组文库;进一步利用功能基因组学研究策略,从文库中寻找编码产生新的有生物活性产物的基因;通过对系统发育相关锚定位点基因序列分析,从而确定特定生态环境体系中未培养微生物的种类结构组成及进化地位,并最终重建该体系中微生物群体的基本物质循环模式。此外,环境基因组学也可以在对未培养微生物生理生化特性深入了解的基础上,建立发展合适的培养体系,最终获得某些特定微生物的纯培养物。本文对环境基因组的构建及相关分析研究策略的进展进行了综述;同时介绍了其在微生物分类及生态学研究的应用。     

追寻被“遗漏”的微生物

人类对生态环境中微生物的认识从依赖于纯培养微生物的研究阶段已进入到结合各种组学方法的微生物群落代谢机制的研究阶段.在微生物群落组成的研究中,基于“通用”引物的PCR扩增方法会“遗漏”很多种类微生物,因此需要探索一些方法,以找回这些被“遗漏”的微生物.目前生态环境中能培养的微生物种类较为有限,但是通过培养方法的改进,分离培养新的微生物或富集培养特殊功能的微生物依然是扩展微生物种类认知范围的重要途径.而且,通过元基因组数据库分析,可以了解常用的“通用”引物所不能覆盖的微生物范围,并能阐明不同生态环境中各种微生物类型的分布情况.由于元转录组中最多的是核糖体RNA,所以可通过改进的元转录组方法同时分析有活性的细菌、古生菌和真核微生物群落结构.追寻被“遗漏”的微生物不仅能扩展我们对微生物的认知范围,同时也是研究并正确理解全球物质循环过程的一个重要领域.     

微生物可培养性低的生态学释因与对策

纯培养技术一直是微生物学研究的基石,但其单一的营养结构和生境与自然环境中微生物多样性、协同代谢等明显矛盾,从而成为部分微生物难以复苏的主要障碍。细菌共同协作的自然生存方式的崩溃、生境的极度营养变化和生态位巨变等是微生物可培养性低的主要生态学原因。非培养技术、加富培养、混合培养、稀释培养、模拟自然培养和综合方法等是主要的研究手段和策略,可在不同程度上解决微生物可培养性低的缺陷和问题。     

微生物多样性的研究方法概况

介绍了进行微生物多样性研究多种方法,将其简要划分为三大部分：1．经典纯培养技术的改进方法;2．现代分子生物学技术;3．上述两种方法的联合使用;并重点阐述了这些方法的优缺点,展望了微生物多样性研究方法的发展前景。     

宏基因组学在发现新基因方面的应用

现代分子微生物生态学研究表明,自然环境中约99%的微生物不能用传统的分离培养方法获得其纯培养,使得环境微生物中的多样性基因资源难以得到充分的开发和应用.宏基因组学是近年来发展起来的,通过直接提取特定环境中全部微生物的总基因组DNA并克隆到合适的可培养微生物宿主中,来筛选目的基因的方法.它已在微生物新功能基因筛选、活性物质开发和微生物多样性研究等方面取得了显著成果.该文旨在介绍宏基因组学在新功能基因发现方面的应用概况并结合我们的研究情况,对这一崭新领域中的最近研究进展进行简要综述.     

宏基因组学在微生物活性物质筛选中的应用

采用传统分离培养筛选微生物新活性物质的方法受到很大制约,自然界99%以上的微生物不能培养,其资源开发受到很大限制。环境微生物宏基因组技术应用避开了微生物分离纯培养问题,极大拓展了微生物资源的利用空间,增加获得新活性物质的机会和途径。本文着重介绍宏基因组的概念、研究策略包括DNA提取、文库构建与筛选等及在微生物活性物质筛选中的应用,并对宏基因组研究中存在的问题进行探讨。     

口腔微生物多样性研究进展

口腔微生物多样性的改变是口腔常见感染性疾病的发病机制之一,随着分子生物学技术的普遍应用,研究者能够不通过纯培养技术即可对人类口腔不同生态系的微生物组成及变化进行研究。本文综述了当前口腔微生物多样性研究的常用方法及各自的特点,从而为口腔微生物生态方面的进一步深入研究提供参考。     

未培养的微生物研究进展*

未培养的微生物是指那些到目前为止人们还无法纯培养的微生物。这些微生物可能是以前被描述过的,更多的则是从未被了解过的。近年来,对未培养的微生物的研究方兴未艾,主要是有关环境微生物的遗传多样性分析,从特定环境中鉴定某些未知的微生物,从环境微生物中直接克隆基因以及提高环境微生物的培养率等问题。就有关这几个方面的一些研究进展作一个简要的介绍。     

未培养的微生物研究进展

未培养的微生物是指那些到目前为止人们还无法纯培养的微生物。这些微生物可能是以前被描述过的,更多的则是从未被了解过的。近年来,对未培养的微生物的研究方兴未艾,主要是有关环境微生物的遗传多样性分析,从特定环境中鉴定某些未知的微生物,从环境微生物中直接克隆基因以及提高环境微生物的培养率等问题。就有关这几个方面的一些研究进展作一个简要的介绍。     

未培养微生物的研究与微生物分子生态学的发展*

近年来现代分子技术和基因组学逐渐渗透到有关生命科学的整个领域,也为微生物生态学提供了新的研究方法和机遇。16S rRNA基因序列分析、DNA-DNA杂交、核酸指纹图谱以及宏基因组学等分子技术检查自然环境中的微生物,可以克服传统纯培养技术的不足,是一条探知未培养微生物、寻找新基因及其产物的新途径,开启了我们认识微生物多样性和获得新资源的大门。