微生物生態(tài)學(xué)研究熱點(diǎn)及進(jìn)展

1、 Shewanella oneidensis, 去除鉻、鈾等環(huán)境有毒金屬； Dehalococcoides ethenogenes, 清除有機(jī)溶劑造成的污染； Geobacter sulfurreducens, 幫助轉(zhuǎn)化鈾和其它一些放射性金屬物質(zhì); Pseudomonas putida,在土壤有機(jī)污染物的生物修復(fù)中潛力巨大，該菌株甚至還能促進(jìn)植物生長(zhǎng)并具有抗植物病害作用； Deinococcus radiodurans，地球上最耐輻射的的生物，耐受的輻射劑量150萬(wàn)拉德，是人類(lèi)耐受1000-3000倍； Desulfovibrio vulgaris, 幫助修復(fù)鈾和鉻等重金屬污染； Caulob

2、acter crescentus, 應(yīng)用于低營(yíng)養(yǎng)水環(huán)境的生物修復(fù)； Alcanivorax borkumensis, 海洋石油消除。Dehalococcoides ethenogenes, 清除有機(jī)溶劑造成的污染；Pseudomonas putida KT2440,在土壤有機(jī)污染物的生物修復(fù)中潛力巨大，該菌株甚至還能促進(jìn)植物生長(zhǎng)并具有抗植物病害作用；Alcanivorax borkumensis, 海洋石油消除。Caulobacter crescentus, 應(yīng)用于低營(yíng)養(yǎng)水環(huán)境的生物修復(fù)；Geobacter sulfurreducens, 幫助轉(zhuǎn)化鈾和其它一些放射性金屬物質(zhì)Desulfovib

3、rio vulgaris, 幫助修復(fù)鈾和鉻等重金屬污染；Shewanella oneidensis去除鉻、鈾等環(huán)境有毒金屬；Deinococcus radiodurans，地球上最耐輻射的的生物，耐受的輻射劑量150萬(wàn)拉德，是人類(lèi)耐受1000-3000倍；微生物微生物已描述的物種數(shù)量已描述的物種數(shù)量占全部的占全部的真菌真菌約約 69,000約約 5%細(xì)菌細(xì)菌約約 4,760約約 12%病毒病毒約約 5,000約約 4%目前，自然界中目前，自然界中95%-99%的微生物種群不的微生物種群不能被分離和描述。能被分離和描述。 現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)打開(kāi)了現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)打開(kāi)了“土壤黑箱土壤黑箱”The

4、 application of genomics and derivative technologies yields insight into ecosystems. The use of genomics, functional genomics,proteomic and systems modeling approaches allows for the analysis of community population structure, functional capabilities and dynamics. 高通量的分析微生物群落結(jié)構(gòu)，成為檢測(cè)復(fù)雜環(huán)境微生物群落結(jié)構(gòu)的重要工具。

5、這種 lab-on-a-chip被設(shè)計(jì)成可以分離各種微生物細(xì)胞、裂解后純化DNA 或 mRNA，這個(gè)研究領(lǐng)域?qū)τ诟罾斫馕⑸锏娜郝浣Y(jié)構(gòu)具有重要影響。 任何微生物培養(yǎng)技術(shù)和培養(yǎng)基都不能完全再現(xiàn)全部微生任何微生物培養(yǎng)技術(shù)和培養(yǎng)基都不能完全再現(xiàn)全部微生物的自然生存環(huán)境，使用免培養(yǎng)技術(shù)和基因組技術(shù)，直接分離物的自然生存環(huán)境，使用免培養(yǎng)技術(shù)和基因組技術(shù)，直接分離土壤系統(tǒng)中群落水平的未培養(yǎng)微生物土壤系統(tǒng)中群落水平的未培養(yǎng)微生物DNA樣品并建立相應(yīng)的生樣品并建立相應(yīng)的生態(tài)基因組庫(kù)，通過(guò)高通量篩選技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的新的重要功能態(tài)基因組庫(kù)，通過(guò)高通量篩選技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的新的重要功能基因的研究，鑒定參與污染物降解

6、與轉(zhuǎn)化、各種抗酸、抗鹽、基因的研究，鑒定參與污染物降解與轉(zhuǎn)化、各種抗酸、抗鹽、抗?jié)?、抗旱及抗（耐）重金屬毒害等抗逆特殊功能基因?？節(jié)?、抗旱及抗（耐）重金屬毒害等抗逆特殊功能基因。生?物物 圈圈種類(lèi)豐富多種類(lèi)豐富多樣的微生物樣的微生物分離分離培養(yǎng)培養(yǎng)大規(guī)模發(fā)大規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)酵培養(yǎng)宏基因宏基因組篩選組篩選獲得產(chǎn)物獲得產(chǎn)物通過(guò)構(gòu)建宏基因組表達(dá)文庫(kù)，通通過(guò)構(gòu)建宏基因組表達(dá)文庫(kù)，通過(guò)基于序列或酶活力篩選文庫(kù)獲過(guò)基于序列或酶活力篩選文庫(kù)獲得目的基因。得目的基因。缺陷：缺陷：超高通量的篩選或者需具超高通量的篩選或者需具有選擇標(biāo)記的分析方法。有選擇標(biāo)記的分析方法。進(jìn)展：進(jìn)展：底物誘導(dǎo)基因表達(dá)篩選底物誘導(dǎo)基因表

7、達(dá)篩選 substrate-induced gene expression screen (SIGEX)。構(gòu)建構(gòu)建 GFP表達(dá)載體，通過(guò)表達(dá)載體，通過(guò) fluorescence-activated cell sorting (FACS)來(lái)篩庫(kù)來(lái)篩庫(kù). 宏基因宏基因組組DNA克隆到克隆到gfp上游，首先排上游，首先排除組成表達(dá)的克隆，不發(fā)熒光的除組成表達(dá)的克隆，不發(fā)熒光的克隆在底物上生長(zhǎng)，來(lái)篩選誘導(dǎo)克隆在底物上生長(zhǎng)，來(lái)篩選誘導(dǎo)表達(dá)表達(dá)gfp的克隆，這種篩選方法利的克隆，這種篩選方法利用代謝基因被底物誘導(dǎo)表達(dá)的特用代謝基因被底物誘導(dǎo)表達(dá)的特性性。 Shotgun sequencing 與基因與基因組（組（Metagenome）模擬原位生態(tài)條件的培養(yǎng)技術(shù)模擬原位生態(tài)條件的培養(yǎng)技術(shù)Isolating “Uncultivable” Microorganisms in Pure Culture in a Simulated Natural EnvironmentSCIENCE VOL 296 10 MAY 2002主體為一個(gè)墊圈，兩側(cè)用主體為一個(gè)墊圈，兩側(cè)用0.22um的濾膜封的濾膜封住，允許環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)通過(guò)，但不允住