智慧城市網
技術文章
認識微生物群落自身及其與宿主之間的相互作用
閱讀：132 發布時間：2023-7-13環境微生物生態學的發展過程中克服了自然界微生物純培養的局限，有三個進展是至關重要的一、分子技術在該領域的應用。大大擴展了整體上對自然環境微生物的認知范圍；二、將宏觀生態的思想和方法引入微生物生態研究，極大地提高了對微生物多樣性的認知水平；三、第二代高通量測序技術（尤其是Roch454高通量測序技術）幼稚和普及，使我能夠對環境微生物進行深度測序，靈敏地探測出環境微生物群落結構。
環境微生物群落的比較研究：土壤微生物群落 西弗吉尼亞大學的DeFed等用Biolog方法對農田與森林中的土壤微生物群落進行了測定。研究結果標明。劣勢種群缺失。研究中還發現不同深度農田土壤中的微生物群落的代謝特征非常接近，對微生物提取液進行稀釋會使優勢種群富集。這可能是農田土壤經常翻耕的結果。水體微生物群落 美國的Choi等利用BiologGN和BiologECO平板對6種不同水樣(3種淡水水樣，3種海水水樣)中的微生物群落進行了比較。結果標明，來自于不同水體中的好氧異養微生物群落的代謝特征具有明顯差別。研究中還發現，微量營養元素不同會引起微生物對同種碳源的代謝差異。活性污泥中的微生物群落 美國的Kaiser等用Biolog方法對比了試驗裝置中的活性污泥與污水廠的活性污泥。試驗裝置包括連續運行的CA S系統和半連續運行的SCA S系統。Biolog測定標明，進水使用生活污水原水時，CA S系統與SCA S系統中的活性污泥的代謝特征均和污水廠污泥非常相似；并且CA S系統中微生物群落的代謝特征非常穩定，16個月的試驗周期內沒有發生明顯變化。進水使用葡萄糖蛋白胨廢水時，SCA S系統中的污泥代謝特征則發生了明顯變化。
人類的皮膚、口腔、呼吸道、胃腸道和尿道等處存在著大量與人體健康密切相關的正常菌群。能夠合成并輔助機體吸收一些必需氨基酸和維生素；加工諸如植物多糖等人類飲食中一些難以消化的組分；占據人體的不同粘膜外表并產生天然的抗生素。人們已經采用激進方法對人類正常菌群作了許多研究，抑制有害菌的著落與生長。目前。但是這種方法需要對微生物進行純培養，從而大大限制了對機體正常菌群，尤其是許多不可培養微生物的認識。第二代高通量測序技術能對人體菌群進行深度測序，從而精確檢測到千分之一機體微生物群落的數量和組成結構的變化，突破了激進方法基于純培養的限制，能使我從整體上認識微生物群落自身及其與宿主之間的相互作用關系對人體健康的影響。例如，利用第二代高通量測序技術可以對處于疾病狀態下的人體微生境進行研究，比較分析正常和疾病狀態下或疾病不同進程中人體微生物群落的結構和功能變化；可以對正常人群與某些疾病患者體中的微生物群體多樣性比較分析，研究微生物群落變化同疾病之間的關系；通過深度測序還可以快速地發現和檢測新發污染病病原以及罕見病源微生物。