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。     

微生物“暗物质”研究曙光

微生物是地球上生命的主体之一,拥有极为丰富多彩的代谢途径,在很大程度上塑造了使人类宜居的地球。由于绝大部分环境中的微生物无法被分离和培养,微生物被喻为生命物质中的"暗物质"。近年来,迅猛发展的基因组学技术有力地推动了微生物"暗物质"的研究,使我国微生物生态学科发展从"诞生期"和"启蒙期"跨越式发展到"暴发期",乐观预测未来可能进入一个具有鲜明特色的"领航期"。     

肠道微生物群与抑郁症和肝性脑病

肠道细菌种类繁多,在正常情况下,肠道微生物群之间、肠道微生物群与宿主之间始终处于一个动态的生态平衡状态。如果这种平衡被打破,那么肠道微生物群将会导致疾病的产生。肠道微生物群通过免疫、神经内分泌和生化等途径影响人类的中枢神经系统。目前发现肠道微生物群与抑郁症、肝性脑病等一些神经系统疾病存在联系。     

腈的微生物代谢及酰胺生产的新酶学方法

腈化物(nitriles)的微生物降解代谢,自50年代以来一直作为微生物学研究领域中的一个重要方面而得到广泛重视。随着微生物工程技术的不断发展,发现能降解腈化物的微生物种类和数量越来越多,可被生物降解的腈化     

自然界中处于VBNC状态微生物的研究进展*

自然界中大约有 90 %以上的微生物尚未被分离鉴定。 80年代初提出VBNC状态微生物的存在 ,所谓的VBNC是指微生物在自然界中生存的一种状态 ,本文综述了在实验室条件下VBNC状态的形成条件、培养性的恢复及处于VBNC状态微生物的检测方法等方面的研究进展 ,并介绍了第一个微生物生长因子Rpf。     

自然界中处于VBNC状态微生物的研究进展

自然界中大约有90％以上的微生物尚未被分离鉴定。80年代初提出VBNC状态微生物的存在,所谓的VBNC是指微生物在自然界中生存的一种状态,本综述了在实验室条件下VBNC状态的形成条件、培养性的恢复及处于VBNC状态微生物的检测方法等方面的研究进展,并介绍了第一个微生物生长因子Rpf.     

微塑料附着微生物研究进展

近年来,微塑料引起的环境污染已经成为一个全球性的问题,在海洋环境中,微生物可以附着于微塑料表面形成生物被膜。已有研究表明生物被膜可以为生活在其内部的细菌提供保护,被膜中可能富集了对人体或者水生生物有害的致病菌,且频繁的基因交流可能产生更多耐药菌。微塑料表面附着的微生物,能借助大洋环流随微塑料在海洋中迁徙,进而可能引起微生物入侵事件的发生。主要对微塑料与生物被膜之间的相互作用、微塑料与附着在其表面的塑料降解菌、微塑料与致病菌、微塑料对微生物迁徙的影响,以及微塑料表面生物被膜中耐药基因的扩散进行综述,对微塑料附着微生物未来研究方向进行了展望,为更好地了解海洋微塑料污染提供参考。     

基于COMSTAT软件对微生物被膜进行定量分析的方法与意义

目的:微生物被膜是一种具有协调性、功能性和高度结构性的膜状复合物,它可以为微生物提供良好的生存环境,免受外界因素的干扰。研究发现,具有产生微生物被膜能力的细菌治病性明显增强,而现今缺乏一种分析微生物被膜的有效手段。本文探讨利用COMSTAT软件对微生物被膜进行定量分析的方法和意义,为对微生物被膜定性定量分析提供支持手段,从而为研究微生物被膜致病性提供方法理论基础。方法:以葡萄球菌为研究模型,利用激光扫描共聚焦显微镜成像技术,结合COMSTAT微生物被膜分析软件对微生物被膜的单位面积生物量、基质覆盖率、平均厚度、粗糙系数等方面进行定量分析,研究了该葡萄球菌的生物被膜生长变化过程,并考察了抗生素对其生物被膜的抑制作用。结果:在葡萄球菌生物被膜生长过程中,生物量、平均厚度以及平均扩散距离等结构指标数值都有明显增加,而粗糙度和表面积与生物量比值呈现降低趋势,表明了微生物被膜由发生向成熟的转化过程。与此同时,经10μg/mL和100μg/mL的卡那霉素处理得到的葡萄球菌微生物被膜生长受到明显抑制,且随着卡那霉素的浓度增加,抑制效果随之增加。结论:本文运用COMSTAT软件的分析方法首次从生物量、平均厚度等结构指标数值的角度描述了葡萄球菌生物被膜,从而有效评价微生物被膜发生、发展、成熟以及崩解的生长过程。该技术在研究微生物被膜形成的理论机制方面存在潜在价值,可以为研究微生物被膜治病性提供理论基础,具有理论指导意义。     

产电微生物及微生物燃料电池最新研究进展

新型产电微生物(Electricigens)的发现,使得微生物燃料电池概念的内涵发生了根本性的变化,展现了广阔的应用前景。这种微生物能够以电极作为唯一电子受体,把氧化有机物获得的电子通过电子传递链传递到电极产生电流,同时微生物从中获得能量而生长。这种代谢被认为是一种新型微生物呼吸方式。以这种新型微生物呼吸方式为基础的微生物燃料电池可以同时进行废水处理和生物发电,有望可以把废水处理发展成一个有利可图的产业,是MFC最有发展前景的方向。     

宿主肠道微生物群落多样性和演替分析技术的演变和发展

人或动物等宿主肠道内定植有大量微生物。但是,宿主肠道内微生物的多样性和演替一直被认为是人和动物营养研究中的黑箱（black box）。经过科学家几个世纪的研究已证实：正常微生物群是一个新的人体生理学系统;肠道微生物菌群参与宿主对营养素的消化、吸收与合成;刺激其免疫机制。近年又发现：微生物群影响宿主基因表达,可进行微生物与宿主之间的“分子对话”,例如：一个人肥胖或者苗条的倾向可能部分是由生活在肠道中的微生物群体的组成所决定的（戈登,2005）。可见,肠道微生物是未来微生态科学极其重要的研究领域。对于肠道微生物群落的分析方法主要有沿用已久的传统培养法和近年来兴起的基于基因序列的微生物分子生态学方法。     

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.     

植物内生微生物及其“暗物质”开发技术的研究进展

植物内生微生物包含内生菌、内生细菌、内生真菌、内生放线菌、内生古细菌等领域,其"暗物质"是指尚未被开发的菌种资源、遗传资源和代谢物资源。根据对宿主植物的作用,可以将内生微生物分为共生内生微生物、有益内生微生物和潜在的病原微生物三类。内生微生物在植物促生、提高植物抗逆性、提高植物的环境适应性、影响植物代谢物合成、参与被污染环境的修复等方面具有广泛的应用。具有生理活性的次级代谢产物的开发和利用是植物内生微生物研究的另一个热门领域,但由于大多数不能被分离培养、次级代谢物的分离分析技术不足等原因,使得大量的植物内生微生物资源仍处于未知状态。表面消毒技术、分离培养技术的改进,"多-组学"技术的联合使用和次级代谢物分离分析技术的发展极大促进了植物内生微生物的研究。在此基础上,开展微生物组研究和多单位多地域的协同研究将会进一步加快植物内生微生物资源的研究、发掘和利用。以上述内容为基础,本文综述了植物内生微生物的功能及其代谢产物研究进展,当前植物内生微生物研究的分离培养方法和组学技术,并在文章最后对该领域的研究方向提出了建议。     

“死”DNA是海底微生物的食物

科学家报告说．死生物体的DNA是在海洋底部生活的微生物的一个重要的营养来源。意大利研究人员计算出,这些不再被细胞膜包围的DNA．为海底生活的微生物分别提供它们所需碳、氮和磷的4％、7％和47％。当微生物“吃掉”这些细胞外的DNA后,它们很快地“再生”磷,也就是说它们将DNA中的磷转化成一种能被浮游植物和其他生活在海洋表面的光合作用生物体利用的无机形式。     

元基因组与生物能源

元基因组(亦称宏基因组,英文:Metagenomics、Environmental Genomics、Metagenome、Ecogenomics、community genomics、megagenomics等)是传统微生物基因组学的一个分支,由Handelsman等于1998年提出.目前,人们对微生物的认识主要来源于能够进行培养的种类(不到自然界中微生物的1%),还有大量未培养微生物不能被人们所认识和利用.元基因组则避开了测序前需要培养的问题,开启了研究未培养微生物的大门.     

胎盘微生物菌群的发现与研究进展

长期以来,孕妇胎盘被公认为是无菌环境,但最新一项研究结果却颠覆了这一传统认知。科学家们证实胎盘中可能存在一个小型但多元化的微生物群落。经分析发现胎盘的微生物群落组成与口腔的微生物群落最为相似。通过比较正常分娩的胎儿及早产胎儿的胎盘菌群组成,发现胎盘菌群可能与胎儿早产有一定的关系。本研究就现今国内外对胎盘中微生物菌群的新发现及其与早产的相关研究进展进行综述。     

大自然奇妙的生存宝典

<正>大自然是一个神奇的万千世界。形形色色的生命,都具有蛋白质、核酸、糖类、淀粉这四大类最基本的代谢物质,以及一些叫做激素的物质来调节最基本的新陈代谢。自然界所有的植物、动物和微生物都存在食物链的关系。自然界的能量来源都是来源于太阳,但太阳能不是直接被动物和微生物所吸收的,太阳能首先需要被植物固定,然后被草食动物、肉食动物间接利用。     

神经精神疾病微生物组研究现状和展望

人类肠道微生物组是一个数量庞大的微生物群落,它们与宿主互为影响,被认为是维持机体健康和许多疾病致病机制的重要环节。越来越多的研究认为,肠道正常菌群对于中枢神经系统的发育和情感的调控至关重要。随着微生物与大脑相互作用研究的深入,"肠-脑轴"的概念也被进一步扩展为"微生物-肠-脑轴"。目前,主要的研究集中于探究肠道微生物在健康和致病中的具体机制,如应激相关的疾病抑郁症、焦虑症等,神经退行性疾病帕金森病、阿尔兹海默症等。肠道微生物组与中枢神经系统的双向调节主要通过调节单胺类神经递质、下丘脑垂体肾上腺激活、调节神经营养因子分泌、神经免疫激活等途径来实现。微生物-肠-脑轴失衡可影响行为表型,导致神经精神疾病,因此,通过调节肠道微生物组成来治疗神经精神疾病是今后的研究热点。对神经精神疾病肠道微生物组的研究现状进行了总结,为肠道微生物组对神经心理的调控寻找更多的证据,以便能更好地理解微生物-肠-脑轴的潜在机制。     

土壤宏基因组学技术及其应用

传统的基于培养的研究方法只能反映土壤中少数(0.1%～10 %)微生物的信息,而大部分微生物目前还不能培养,因而这部分微生物资源尚难以被有效地开发利用.宏基因组学是分子生物学技术应用于环境微生物生态学研究而形成的一个新概念,主要技术包括土壤DNA的提取、文库的构建和目标基因克隆的筛选.它可为揭示微生物生态功能及其分子基础提供更全面的遗传信息,并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.本文对土壤宏基因组学技术的方法和应用作了详细介绍.     

叶际微生物研究进展

植物的叶际是一个复杂的生态系统,微生物的生存环境条件严苛。其可被利用的营养成分较少,温湿度波动大。此外,较强的紫外线辐射对于叶际微生物的生存也有很大影响。但是植物叶际却有着丰富的微生物多样性,其中还有许多有益细菌和真菌。它们通过和植物寄主的互作,改善着叶际微生物的栖居环境;其对植物病原体的拮抗亦可提高植物的抗病性。植物叶际的微生物还可以产生激素以促进植物生长,还有一些微生物可以利用农药等污染有机物作为营养物质,在污染物的环境生物修复方面显示巨大的潜力。此外,叶际微生物作为一种生态学指标在生态稳定与环境安全评价中开始发挥显著的作用。