微生物物种多样性研究进展
微生物是分布最为广泛的生命形式，几乎分布到地球上的所有生境，可利用各种有机化合物、无机盐等作为能源，在有氧或无氧条件下，在寒冷的极地、高达100℃的热泉或高盐碱度等极端环境中生活。微生物具有丰富的物种和遗传多样性，并以高度的变异性适应不同的生境。作为生态系统中的重要组分，微生物在自然界的物质与能量循环、生态系统的演替以及生物多样性的维持中发挥重要的生态功能。微生物与人类的生活休戚相关，在直接或间接地为人类提供了极其丰富的物质资源的同时，也为人类带来了巨大危害。Woese和Fox(1977)以核糖体RNA(rRNA)的小亚基(原核生物的16S、真核生物的18S基因)序列为依据，提出了独立于真细菌(Eubacteria)和真核生物(Urkaryotes) 之外的第三种生命形式——古菌(Archaea)，认为它和真核生物以及真细菌是从一个具有原始遗传机制的共同祖先分别进化而来。随后Woese等(1990)提出了三域(Domain)分类系统，将地球上的生物分别归为细菌域(Domain Bacteria)、古菌域(Domain Archaea)和真核生物域(Domain Eukarya)，其中古菌在进化谱系上更接近真核生物，但在细胞构造上与细菌较为接近，同属原核生物而真菌与动物、植物等生物属于真核生物域。
我国地域辽阔，跨越热带至寒温带，气候条件多样，地理环境与生态系统类型复杂，是世界上生物多样性最丰富的国家之一。而多样的生境蕴藏着丰富的微生物多样性。特别是近年来微生物多样性的研究由传统的培养方法，逐渐转向以免培养的分子生物学技术为主，如DNA的指纹图谱、分子杂交、克隆文库测序、高通量测序(pyroseqencing)、稳定性同位素探测(stable isotope probing，SIP)、基因芯片(gene chip)以及转录组学等技术。我国学者利用先进的分子生物学技术，极大地提高了我国微生物多样性的研究水平。
1 古菌多样性
目前古菌域包括5个门：广古菌门、泉古菌门、奇古菌门、纳米古菌门和初古菌门。古菌主要生活在极端环境中，如海底、陆地热泉、火山口以及盐碱湖等，最近发现古菌也在土壤、湖泊以及动物肠道等中温环境中广泛存在。据Mora等(2011)的不完全统计，目前全世界已报道可培养的古菌有503种。
我国在古菌多样性研究方面取得了重要进展，如在ISI Web of Knowledge 数据库中检索结果表明，自1999年以来我国学者在国际微生物分类学界公认的权威期刊International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (IJSEM，2000 年前为International Journal of Systematic Bacteriology)和Extremophiles上发表了50篇古菌分类文章，总共报道了61种可培养的古菌新种。如Xu等(1999)从我国西藏盐碱湖底泥中分离到两种嗜盐碱古菌新种Natronorubrum bangense和N. tibetense，随后我国学者相继从新疆的盐湖、内蒙古碱湖、云南腾冲热泉、江苏和福建等地的盐场、山东胜利油田、青藏高原高寒湿地和柴达木盆地内陆咸、淡水湖，以及黑龙江大庆的盐碱地土壤等样本中分离得到了嗜/耐盐碱古菌、嗜热酸的硫化叶菌、产甲烷古菌、极端嗜热古菌新种。
由于古菌常生活在极端环境中，仅凭常规的分离培养方法难以全面反映自然环境中古菌的多样性。因此，近年来我国学者利用免培养的分子生物学技术开展了大量的古菌多样性与功能研究。如利用克隆文库测序和SIP技术发现水稻根际土壤中具有丰富的古菌多样性，而且RC-I (Rice Cluster I)古菌类群在稻田
CH4的产生过程中起着重要的作用; 通过克隆文库测序和实时荧光定量PCR技术发现我国南方红壤中存在丰富的氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea，AOA)，且施肥处理明显影响AOA的群落组成与丰度，并进一步利用SIP技术证实我国南方红壤中AOA的丰度与氨氧化速率呈显著正相关。Cao等(2012)分析北京、天津、山东、河南、湖南等5省市的4种土壤类型(褐土、棕壤、潮土、红壤)中16S rRNA基因序列表明，红壤中的古类型以Crenarchaeota group 1.3和1.1c为主，而其他3种土壤类型中的古菌以Crenarchaeota group 1.1b和1.1a 为主。利用实时荧光定量PCR和克隆文库测序技术发现青海湖底泥中的古菌是原核微生物的优势类群，主要包括深海群体MBG-B，-C 和-D (Marine Benthic Group-B, -C, -D)和MCG , 而在青藏高原若尔盖湿地中Zoige cluster I (ZC-I)是优势的产甲烷古菌类群。
2 细菌多样性据不完全统计，目前全世界已报道的细菌约11,010种，其中来自陆地生境的约10,358种、海洋生境的约652种(Mora et al., 2011)。我国在细菌分类、多样性等研究上具有很长的历史，据估算我国报道的细菌种数约是世界已报道种数的10%。在ISI Web of Knoledge数据库中检索结果显示，自1990年以来我国学者在IJSEM上已发表论文778篇，对放线菌、嗜热杆菌、双歧杆菌、草酸杆菌以及根瘤菌等分类与多样性的研究成果引起了国际同行的高度关注。如目前全世界在海洋环境中共发现可培养的放线菌66个属，其中Xi等从海洋沉积物、海水和海绵中分离培养放线菌29个属, 包括3个新种; 从南海沉积物中分离培养出海洋放线菌30属、130种，其中包括2个新属，即南海放线菌属(Sciscionella)和海洋产孢放线菌属(Marinac- tinospora) ，显示出我国海域具有丰富的放线菌资源。虽然我们已分离培养了大量细菌种类，但是已发现的细菌物种数，约占自然界中存在种类的10%。我国学者近年来利用免培养的分子生物学方法进行了细菌多样性的研究。如利用16S rRNA基因克隆文库技术发现内蒙古碱湖底泥中具有较高的细菌多样性，且以革兰氏阴性细菌为主; 在矿山酸性废水中检测到60个细菌分类单元(operational taxonomic unit，OTU)，其中Acidith- iobacillus ferrooxidans、Leptospirillum ferrooxidans、Acidiphilum sp.等为优势类群; 在青藏高原冰川区积雪中得到了164个细菌OTUs，其中Hymenobacter, Arthrobacter和Polaromonas等是优势类群。Dong采用磷脂脂肪酸和克隆测序分析发现青海湖底泥中具有某些特异的细菌种类。Jiang发现好氧不产氧光合细菌(aerobic anoxygenic phototrophic bacteria, AAPB)广泛分布在青海盐湖水体和底泥中。通过对大熊猫新鲜粪便的16S rRNA基因序列分析，发现梭菌属(Clostridium)的13个OTU中有7个是大熊猫肠道特有的菌群，进一步的宏基因组分析结果证实了梭菌能降解纤维素与半纤维素。Xia等(2011)利用SIP和高通量测序技术，发现氨氧化细菌和亚硝酸盐细菌是农田土壤硝化作用的主要类群。最近, Huang等(2012)对不同海域海水的rRNA克隆文库序列分析，发现海洋中含有丰富的微型蓝藻细菌(picocyanobacteria)。此外，我国学者还在甲烷氧化菌、反硝化菌、硫还原菌、铁还原菌以及锰氧化菌等多样性方面取得了重要成果。
3 真菌多样性
真菌作为真核生物中一个独立的界(Kingdom Fungi)，是物种数量仅次于昆虫的第二大真核生物类群，估计全世界总种数为150万种，目前已报道的种类近10万种。我国学者在真菌分类与多样性研究上具有很长的历史，特别是《中国孢子植物志》的编研极大推动了我国真菌多样性的研究，其中已出版《中国真菌志》42卷和《中国地衣志》1卷。据戴玉成和庄剑云(2010)的统计，在中国大
陆的不同生境中共发表了真菌(包括卵菌、黏菌)14,846种297变种，其中包括2,849新种、129新变种、5,260新记录种，而在香港和台湾地区报道的不同于大陆记载的真菌种类中分别约为800种和400种，因此全国总计已知真菌(包括卵菌、黏菌)应为16,046种、297 变种。假设其中有10%为同物异名，则目前我国已知种数约为14,700种，其中管毛生物界(主要是卵菌)约300种，原生动物界(主要是黏菌)约有340种, 真菌约14,060种。其中，食用菌有936种、23变种、3亚种和4变型，药用菌473。下面就我国研究较多的重要菌物类群分别论述。
3.1 地衣型真菌
地衣(lichen)是真菌与藻类或蓝细菌共生而成的具有稳定特殊形态结构的互惠共生体。地衣分布十分广泛，可生长在裸露的岩石、沙漠等干旱、高温以及极地等低温的恶劣环境，它对于岩石风化、土壤形成起到促进作用，被称为植物的开路先锋。同时有的地衣对气候变化和环境污染非常敏感，可作为环境变化的指示生物。魏江春总结了我国地衣多样性，并于1991年编辑出版了英文版的《中国地衣综览》，该书收集了中国已报道的地衣总计232属、1,766种、25亚种、244变种、233变型。据不完全统计，自1991年以来我国大陆发表的地衣新种和新记录种约有300种，加上在香港报道的170种中国新记录种和台湾报道的中国新记录种，目前我国已报道地衣约为2,500种，其中香港有303种，台湾有521种和59个种下单位。
3.2 菌根真菌
菌根真菌(mycorrhizal fungi)可与97%的陆地植物形成互惠共生体 菌根。菌根真菌一方面从植物根系获取生长所需的碳源，同时又帮助植物从土壤中吸收N、P等矿物营养和水分，改良土壤结构，促进植物生长, 提高宿主抗逆性, 并在生态系统的演化过程中发挥重要的生态功能。根据菌根形态特征划分为7种类型：丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza, AM)、外生菌根(ectomyc- orrhiza，EM)、内外生菌根(ectendomycorrhiza)、欧石楠类菌根(ericoid mycorrhiza)、浆果鹃类菌根(arbutoid mycorrhiza)、水晶兰类菌根(monotropoid mycorrhiza)和兰科菌根(orchid mycorrhiza)。目前全世界报道有7,750多种外生菌根真菌和200余种丛枝菌根真菌。我国在菌根真菌多样性与功能等方面具有很长的研究历史。据不完全统计，我国学者已发表了2,400余篇有关菌根真菌的文章，其中有270余篇文章发表在136种SCI索引的期刊上，其余2,150余篇文章发表在400余种中文期刊上(China Chongqing VIP In-formation Inc.’s “Chinese Journals of Science and Technology Database”)。
在EM真菌方面，我国学者在不同的森林生态系统中进行了大量EM真菌子实体多样性调查，并利用分子生物学方法检测植物根系内EM真菌的多样性。目前我国已报道的外生菌根真菌有800余种，涉及到的植物有针叶树中的松属(Pinus)、油杉属(Keteleeria)、云杉属(Picea)，阔叶树中的桦木属(Betula)、栲属(Castanopsis)、木麻黄属(Casuarina)、桉属(Eucalyptus)、栎属(Quercus)、杨属(Populus)，草本植物嵩草属(Kobresia)。同时也进行了EM真菌物种多样性的分布规律研究。
在AM真菌多样性方面，我国学者调查了不同生境中约800余种植物的AM 真菌侵染结构类型，利用形态方法从不同地区的土壤中进行了大量分离鉴定工作，并报道了120余种AM真菌。同时也进行了AM真菌的多样性和群落组成与宿主关系、地理分布特征以及季节动态变化规律研究，开展了树木砍伐、放牧和耕作水平等人为干扰、重金属污染以及氮沉降对AM真菌多样性的影响研究。
在兰科菌根真菌多样性方面也开展了大量工作，如从兰科植物中分离培养了100余种兰科菌根真菌，包括许多新种，并进行了菌根真菌促进兰科植物种子萌发、营养物质吸收和生长研究。在浆果鹃类菌根真菌多样性方面，郑钰等(2010)利用分子方法从银叶杜鹃(Rhododendron argyrophyllum)和繁花杜鹃(R. floribundum)的根系检测到41种菌根真菌。
3.3 内生真菌
内生真菌(endophytic fungi)是指在全部生活史或生活史中的某一时期内生活在植物组织内，并没有引起植物组织明显病害症状的真菌。由于内生真菌可促进宿主植物的生长、增强其抗病虫害与干旱等不良环境胁迫的能力，以及产生大量的新结构活性化合物，近年来引起大家的关注，并开展了大量内生真菌研究，但相对于其他真菌类群的研究，我们对内生菌多样性的认识还很肤浅，所研究的植物类群数量仅有数百种。但是从目前的研究结果分析，平均每种宿主有4–5种专性内生真菌，按地球目前已知25万种植物计算，内生真菌总数可超过100万种。
我国学者在内生真菌的多样性、生态分布与功能以及活性化合物筛选等方面取得了重要进展。据不完全统计，我国学者在SCI索引的239个期刊上发表论文910篇，在中文期刊上发表论文951篇。在内生真菌多样性的检测与鉴定研究中，由于有的内生真菌在培养基上不产孢或难以生长，Guo建立了不产孢内生真菌的分子鉴定和从植物体内直接检测内生真菌多样性的分子方法，因此传统的分离培养方法和分子方法的结合是当前内生真菌多样性研究的有效方法。目前我国进行过内生真菌多样性研究的植物类群涉及到地衣、针叶树、禾草类、香蕉、水稻、兰科植物、红树林、药用植物以及其他阔叶树植物拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)真菌多样性研究中, Wei从浙江、广西、云南等地的罗汉松科、山茶科和红豆杉科常见植物中分离到24种拟盘多毛孢内生真菌，其中包括3个新种、1个新纪录种。刘爱荣等(2007)从广东、广西和海南的红树林中分离到40种拟盘多毛孢属内生真菌，以及从海南岛的罗汉松科、棕榈科和山榄科等植物中分离到32种拟盘多毛孢属内生真菌，包括1个新种。
展望
据Hawksworth(1991)估计全球有菌物(真核微生物)物种约150万种，现已知约97,861种，仅占估计种数的6.5%。目前我国已发现菌物1.47万种，而我国已知有维管束植物约3万种,若按Hawksworth(1991)的估算方法(维管束植物种数：菌物种数=1：6)推算，中国估计菌物种数约18万以上，而目前已知种数约占估计种数的8.2%。另据Mora等(2011)不完全统计，目前全世界已报道可培养的细菌约11,010种、古菌503种，而我国总共报道的可培养种类约占全世界报道的10%，可见我国微生物多样性资源的研究仍任重道远。
随着科学技术发展，微生物多样性研究由传统的形态和培养方法，逐渐转向以免培养的分子生物学技术为主，特别是宏基因组DNA高通量测序和DNA 条形码技术的结合将揭示环境中大量未被发现的微生物类群，稳定性同位素探测、基因芯片以及转录组学等技术的应用，将极大提高微生物功能多样性的研究水平。
在进一步开展微生物资源收集与保藏的基础上，建立一系列的核心技术，实现资源多样化、管理系统化、服务专业化、品质标准化，建设功能齐全、技术先进的微生物物种和信息资源的高效共享平台，为我国生命科学研究、生物技术创新及产业发展提供重要的菌种和生物信息等资源，满足日益增长的科技研发与
生产的需求，推动我国微生物资源的保护和共享利用，为国民经济的可持续发展做出重要贡献。
安庆师范学院本科毕业（学位）论文 姓名：王婷婷 年级： 2 0 0 7级 专业：环境科学 论文题目：微生物多样性对植物 群落影响的研究进展 完成日期：2011年4月27日 指导老师：潘少兵 安庆师范学院资源环境学院 二O一一年四月二十七日
微生物多样性对植物群落影响的研究进展 作者：王婷婷指导老师：潘少兵 （安庆师范学院资源环境学院安徽安庆246011） 摘要：土壤是微生物的主要存在场所，它承载了大部分生命的基因多样性。微生物群落在各种生态进程中具有重要作用，但是对于微生物多样性与执行生态功能能力的联系却研究的很有限。这篇文章以微生物多样性在植物群落方面的作用为基础，探讨微生物群落在执行生态功能中的冗余现象。 关键词：微生物多样性；功能冗余；植物多样性 Advancement of Effect of Microbial Diversity on Plant Diversity Autor：Wang Tingting Instructor: Pan Shaobing （School of Resources and environmental science,Anqing Teachers’College,Anqing 246011,Anhui） Abstract: Microbes are abundant in soil and comprise a large portion of Life's genetic diversity. Soil microbes play key roles in a large number of important ecosystem process- es. But the relativity between soil microbial diversity and their ecological functions is still poorly understood. Here we approach the functional redundances during soil microb- es influencing the ecological functions based on the various roles that they play in plant diversity. Key words：microbial diversity, functional redundances, plant diversity 引言： 土壤是微生物的主要存在场所，微生物在土壤养分转化与腐殖质形成过程中有着非常重要的作用。土壤生态系统是保证动植物生存、农业健康、持续发展的基础[1],对全球的生态环境变化有着深远的影响。土壤微生物群落是土壤中的活性组分, 包括细菌、真菌、放线菌和原生动物、病毒和小型藻类[2],每克土壤中栖息着大约100 亿个微生物[3]。土壤微生物群落对全球生态系统功能如养分转化、有机物的分解、土壤基本结构的维持、
植物免疫反应研究进展 摘要：植物在与病原微生物共同进化过程中形成了复杂的免疫防卫体系。植物的先天免疫系统可大致分为两个层面:PTI和ETI。病原物相关分子模式（PAMPs）诱导的免疫反应PTI 是植物限制病原菌增殖的第一层反应，效益分子（effectors）引发的免疫反应ETI是植物的第二层防卫反应。本文主要对植物与病原物之间的相互作用以及植物的免疫反应作用机制进行了综述，为进一步广泛地研究植物与病原微生物间的相互作用提供了便利条件。 关键词：植物免疫；机制；PTI；ETI 植物在长期进化过程中形成了多种形式的抗性，与动物可通过位移来避免侵染所不同的是，植物几乎不能发生移动，只有通过启动内部免疫系统来克服侵染，植物的先天免疫是适应的结果是同其他生物协同进化的结果。植物模式识别受体(pattern recognition receptors)识别病原物模式分子(pathogen associated molecular patterns, PAMPs), 激活体内信号途径，诱导防卫反应, 限制病原物的入侵, 这种抗性称为病原物模式分子引发的免疫反应(PAMP-triggered immunity, PTI)[1]。为了成功侵染植物，病原微生物进化了效应子(effector)蛋白来抑制病原物模式分子引发的免疫反应。同时，植物进化了R基因来监控、识别效应子, 引起细胞过敏性坏死(hypersensitive response, HR)，限制病原物的入侵，这种抗性叫效应分子引发的免疫反应(effector-triggered immunity, ETI)[2]。 1 病原物模式分子引发的免疫反应 1.1植物的PAMPs PAMPs是病原微生物表面存在的一些保守分子。因为这些分子不是病原微生物所特有的，而是广泛存在于微生物中，它们也被称为微生物相关分子模式 （Microbe-associated molecular pattern, MAMPs）。目前在植物中确定的PAMPs有：flg22和elf18，csp15，以及脂多糖，还有在真菌和卵菌中的麦角固醇，几丁质和葡聚糖等。有研究证明在水稻中发现了两个包含LysM结构域的真菌细胞壁激发子，LysM 结构域在原核和真核生物中都存在，与寡聚糖和几丁质的结合有关，在豆科植物中克隆了两个具有LysM结构域的受体蛋白激酶，是致瘤因子（Nod-factor）的受体，在根瘤菌和植物共生中必不可少，这说明PAMPs在其它方面的功能。在这些PAMPs中flg22和elf18的研究比较深入，Felix 等
微生物多样研究中的—β多样性分析概述
一、β-多样性分析介绍 1. β（Beta）Diversity： 是对不同样品/不同组间样品的微生物群落构成进行比较分析。 ?β多样性分析前的数据“来源”： 1）OTUs的丰度信息表； 2）OTUs之间的系统发生关系， 计算Unweighted Unifrac及Weighted Unifrac距离。 ?通过多变量统计学方法主成分分析(PCA，Principal Component Analysis)，主坐标分析(PCoA，Principal Co-ordinates Analysis)，非加权组平均聚类分析(UPGMA，Unweighted Pair-group Method with Arithmetic Means)等分析方法，从中发现不同样品（组）间的差异。
2. PCA & PCoA分析 ?主成分分析（PCA）是多变量统计学中最为人熟知的分析方法，它通过线性变换，将原始的高维数据投影至少量新合成的变量（即主成分），从而简化数据结构，展现样品的自然分布。 ?主成分分析不考虑原始变量之间可能存在的相互关系，并且是基于欧式距离评价样品之间的相似度。 ?多维尺度分析与主成分分析类似，但是它可以采用任何距离评价样品之间的相似度。主坐标分析（Principal coordinates analysis，PCoA）是经典的多维尺度分析方法。
3.UniFrac距离 ?由于微生物极其多样，不同微生物彼此之间的系统发育关系往往千差万别，仅仅将群落中不同微生物成员视为相互独立的变量显然并不合理。 ?因此，在比较不同群落样品之间的差异时，需要考虑两个群落成员之间的系统发育关系是否相似。 ?基于这个思想，计算微生物群落样品间距离的UniFrac距离应运而生，通过比较两个群落各自独有的微生物成员之间系统发育关系的远近，更为客观地反映两个群落样品之间的相似程度。
(5)高通量测序：环境微生物群落多样性分析 微生物群落多样性的基本概念 环境中微生物的群落结构及多样性和微生物的功能及代谢机理是微生物生态学的研究 热点。长期以来，由于受到技术限制，对微生物群落结构和多样性的认识还不全面， 对微生物功能及代谢机理方面了解的也很少。但随着高通量测序、基因芯片等新技术 的不断更新，微生物分子生态学的研究方法和研究途径也在不断变化。第二代高通量 测序技术（尤其 是Roche 454高通量测序技术）的成熟和普及，使我们能够对环境微生物进行深度测序，灵 敏地探测出环境微生物群落结构随外界环境的改变而发生的极其微弱的变化，对于我 们研究微生物与环境的关系、环境治理和微生物资源的利用以及人类医疗健康有着重 要的理论和现实意义。 在国内，微生物多样性的研究涉及农业、土壤、林业、海洋、矿井、人体医学等诸多领域。以在医疗领域的应用为例，通 过比较正常和疾病状态下或疾病不同进程中人体微生物群落的结构和功能变化，可以 对正常人群与某些疾病患者体内的微生物群体多样性进行比较分析，研究获得人体微 生物群
落变化同疾病之间的关系；通过深度测序还可以快速地发现和检测常见病原及新发传 染病病原微生物。研究方法进展 环境微生物多样性的研究方法很多，从国内外目前采用的方法来看大致上包括以下四 类：传统的微生物平板纯培养方法、微平板分析方法、磷脂脂肪酸法以及分子生物学 方法等等。 近几年，随着分子生物学的发展，尤其是高通量测序技术的研发及应用，为微生物分 子生态学的研究策略注入了新的力量。 目前用于研究微生物多样性的分子生物学技术主要包 括:DGGE/TGGE/TTGE 、 T-RFLP 、SSCP、FISH 、印记杂交、定量 PCR、基因芯片等。 DGGE 等分子指纹图谱技术，在其实验结果中往往只含有数十条条带，只能反映出样品中少数 优势菌的信息；另一方面，由于分辨率的误差，部分电泳条带中可能包含不只一种 16S rDNA 序列，因此要获悉电泳图谱中具体的菌种信息，还需 对每一条带构建克隆文库，并筛选克隆进行测序，此实验操 作相对繁琐；此外，采用这种方法无法对样品中的微生物做 到绝对定量。生物芯片是通过固定在芯片上的探针来获得微
生物多样性 2012, 20 (5): 572–580 Doi: 10.3724/SP.J.1003.2012.10129 Biodiversity Science http: //https://www.doczj.com/doc/7418419978.html, —————————————————— 收稿日期: 2012-06-13; 接受日期: 2012-08-10 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(30930005) ? 通讯作者 Author for correspondence. E-mail: guold@https://www.doczj.com/doc/7418419978.html, 中国微生物物种多样性研究进展 郭良栋* (中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室, 北京 100101) 摘要: 微生物是分布最为广泛的生命形式, 几乎分布到地球上的所有生境, 具有丰富的物种多样性。我国地域辽阔, 跨越热带至寒温带, 气候条件多样, 地理环境与生态系统类型复杂, 是世界上生物多样性最丰富的国家之一。我国已开展了大量微生物多样性研究, 并证实我国多样的生境蕴藏着丰富的微生物物种多样性。目前我国已报道真核微生物(菌物)约14,700种, 其中包括真菌约14,060种、卵菌约300种、黏菌约340种, 而真菌中有药用菌473种、食用菌966个分类单元。特别是近年来通过免培养的分子生物学技术发现我国存在丰富的原核微生物多样性。本文概述了传统方法和现代分子生物学技术在我国原核微生物(古菌、细菌)和真核微生物(真菌、卵菌、黏菌)物种多样性研究的最新进展。 关键词: 真核微生物, 原核微生物, 物种多样性, 培养方法, 分子技术 Progress of microbial species diversity research in China Liangdong Guo * State Key Laboratory of Mycology, Institute of Microbiology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101 Abstract: Microbes with rich species and genetic diversity are widely distributed throughout various habitats in the world. China possesses a variety of climate zones, geographic environments, and complex ecosystems, which play a large role shaping the complex biodiversity of this country. Microbial diversity has been widely studied and well documented by Chinese scientists. For example, a total of ca. 14,700 eukaryotic microbe species have been recorded, including ca. 14,060 fungi, ca. 300 oomycetes, and ca. 340 slime molds. Within the Fungi, there have been 473 medicinal fungal species and 966 edible fungal taxa recorded. However, re-cent studies have documented much high species diversity of prokaryotic microbes using molecular tech-niques, which have greatly promoted the study level of microbial diversity in China. This review paper sum-marizes recent research progress of microbial (i.e., archaea, bacteria, fungi, oomycetes, and slime molds) di-versity in China based on traditional and molecular techniques. Key words: eukaryotic microbe, prokaryotic microbe, species diversity, cultivation method, molecular technique 微生物是分布最为广泛的生命形式, 几乎分布到地球上的所有生境, 可利用各种有机化合物、无机盐等作为能源, 在有氧或无氧条件下, 在寒冷的极地、高达100℃的热泉或高盐碱度等极端环境中生活。微生物具有丰富的物种和遗传多样性, 并以高度的变异性适应不同的生境。作为生态系统中的重要组分, 微生物在自然界的物质与能量循环、生态系统的演替以及生物多样性的维持中发挥重要的生态功能。微生物与人类的生活休戚相关, 在直 接或间接地为人类提供了极其丰富的物质资源的同时, 也为人类带来了巨大危害。 Woese 和Fox(1977)以核糖体RNA(rRNA)的小亚基(原核生物的16S 、真核生物的18S 基因)序列为依据, 提出了独立于真细菌(Eubacteria)和真核生物(Urkaryotes)之外的第三种生命形式——古菌(Archaea), 认为它和真核生物以及真细菌是从一个具有原始遗传机制的共同祖先分别进化而来。随后Woese 等(1990)提出了三域(Domain)分类系统, 将
病原微生物的检测方法研究进展 摘要：本文章主要对病原微生物的检测方法研究进展进行综述，具体介绍食品、环境方面的病原微生物的检测方法研究进展。以及本人对病原微生物检测方法发展的一些看法及体会。 关键词：病原微生物检测方法PCR技术食品检测 Abstract: This article mainly summarized research progress on detection methods of pathogenic microorganism，Specific introduction food, environment research progress of methods used for the detection of pathogenic microorganisms. And I have some views on the development of pathogenic microorganism detection method and experience Key words: Pathogenic microorganisms Detection method PCR technology Food testing 病原微生物是指可以侵犯人体，引起感染甚至传染病的微生物，或称病原体。 病原体中，以细菌和病毒的危害性最大。病原微生物指朊毒体、寄生虫（原虫、蠕虫、医学昆虫）、真菌、细菌、螺旋体、支原体、立克次体、衣原体、病毒。本文主要介绍的是在食品、环境、医药方面病原微生物检测方法的应用及研究，目的在于了解病原微生物的检测方法及其研究进展，增加生物学科普知识。 1病原微生物概述 1.1 病原微生物概念 病原微生物是指可以侵犯人体，引起感染甚至传染病的微生物，或称病原体。 病原体中，以细菌和病毒的危害性最大。病原微生物指朊毒体、寄生虫（原虫、蠕虫、医学昆虫）、真菌、细菌、螺旋体、支原体、立克次体、衣原体、病毒。
变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE） 普通的聚丙烯酰胺凝胶电泳只能通过片段大小不同在同一浓度的胶上电泳迁移率不同而分离不同的DNA片段，对于片段大小接近或相同的DNA片段无法做到有效地分离；DGGE(denaturing gradient gel electrophoresis) 即变性梯度凝胶电泳，是利用DNA在不同浓度的变性剂中解链行为的不同而导致电泳迁移率发生变化，从而将片段大小相同而碱基组成不同的DNA片段分开。 DGGE作为一种成熟的分子生物学技术被广泛应用于环境科学（土壤、海洋、河流、冰川、淤泥等）、医学（各种疾病治疗前后，病变部位微生物的差异）、人体（鼻咽、口腔、黏膜、肠道）等领域进行微生物多样性分析。 实验流程图： 实验结果 实验结果包括以下内容 1 引物设计 以下是DGGE中常用的引物，我们将根据客户的不同需求，进行针对性的引物设计。 引物序列（5’-3’）
细菌 16S V3 区扩 增引物 357-F-GC CGCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGGGG GCACGGGGGGCCTACGGGAGGCAGCAG 518r ATTACCGCGGCTGCTGG 引物 序列（5’-3’） 真核 18S V1-3区扩增引物 Euk1A CTGGTTGATCCTGCCAG EukA516r-GC CGCCCGGGGCGCGCCCCGGGCGGGGCGGGGGCA CGGGGGGACCAGACTTGCCCTCC 2 基因组DNA 抽提电泳检测图 针对客户的样本来源不同，我们针对性优化不同的基因组抽提方法，已达到提取效果最佳。 说明：1-8为样本所抽提基因组DNA，上样量3uL；M 为1kb Marker 上数第一条带为8 kb，中间的亮带为3kb，浓度为30ng/uL，其余为10 ng/uL。 3 目的片段PCR 检测 说明：1-8为样本，负为负对照（说明我们的实验没有污染，这对分子实验是至关重要的），上样量为5uL；M 为DL2000 Marker，上样量3uL。其中亮带为20ng/uL，其余为10 ng/uL。 Reconditioning PCR： 第一轮PCR 产物将会作为新的模板再进行少数循环的第二轮PCR 扩增，这叫做“Reconditioning PCR”。由于在“ Reconditioning PCR”的过程中引物和模板之
姓名：崔靖璞学号：2010212802 专业：生物科学 微生物多样性研究进展 摘要：微生物资源丰富,开发潜力巨大,是生命科学发展的主要动力之一.本文介绍了几种常用的研究微生物多样性的分子生物学技术,主要包括:16SrDNA测序、DGGE/TGGE/TTGE、T-RFLP、SSCP、FISH、印记杂交、定量PCR、基因芯片等,并对微生物多样性研究技术的未来发展进行了展望，同时本文也介绍几种微生物多样性的研究实验方法。 关键词:微生物多样性聚合酶链式反应基因芯片平板纯培养 微生物是地球上生物多样性最为丰富的资源,微生物资源的开发,是21世纪生命科学发展的主要动力之一.由于微生物的微观性,微生物多样性与其他高等生物相比有许多独特之处,包括:生存环境多样;生长、繁殖速度多样;营养、代谢类型多样;生活方式多样.微生物多样性的揭示与研究技术的发展和创新是密不可分的,研究技术的进步是微生物多样性研究向前发展的重要推动力量.近年来,随着微电子、计算机、分子生物学、物理、化学等技术的发展,微生物多样性研究技术也在吸收其他学科先进技术的基础上不断向前发展.各种研究方法的发展使得这种状况有了很大改观.现代分子生物学技术在微生物多样性研究上的应用克服了微生物培养技术的限制,能对样品进行较客观的分析,较精确地揭示了微生物种类和遗传的多样性.目前用于研究微生物多样性的分子生物学技术主要包括:16SrDNA 测序、DGGE/TGGE/TTGE、T-RFLP、SSCP、FISH、印记杂交、定量PCR、基因芯片等。 1核酸探针杂交技术 核酸分子杂交技术是20世纪70年代发展起来的一种分子生物学技术.该技术快速、灵敏、具有高度特异性,近年来被广泛应用于微生物多样性的研究中.用于微生物多样性研究的探针主要有三类:双链DNA、单链DNA和RNA以及寡核苷酸探针,杂交方式主要有荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)、全细胞杂交(whole-cell hybridization)、数量印迹杂交(quantitative dot blot)及生物芯片(biochip).对于环境微生物样品解析而言,最有意义的核酸杂交技术是原位杂交技术,在原位杂交技术中,应用最广泛的是荧光原位杂交技术。
高通量测序在病原微生物学方面的研究进展 近年来，随着测序技术的不断发展，实现对大量分离菌高通量，更准确的序列分析，以及对细菌种群进行高分辨率的系统发育分析，极大地提高了对病原微生物产生、适应和传播的认识。高通量测序（high throughput generation sequencing，HTS）技术是人类和动物基因组学研究领域中最热门的话题，与基于Sanger方法的最复杂的毛细管测序仪相比，该技术可以产生的数据多100倍。 与传统的第一代测序，又称Sanger测序相比，在DNA测序方面，HTS技术具有快速、廉价和高通量的优点，使得细菌基因组学研究发生了巨大的变化。高通量“台式”测序仪的出现的使实验室能够独立于专业测序中心进行测序工作，同时，HTS高分辨率的特点可以确定病原菌克隆的分子机制，辅助研究人员推断出全球大流行以及局部暴发期间的传播途径，甚至可以对患者个体在感染期间进行细菌种群进化分析。与传统的杂交方法相比，HTS还提供了转录组分析的潜力，包括覆盖全基因组范围及准确定量等，且深度测序辅助对细菌突变体文库的构建，以确定病原菌在体内生长或在其他特定生长条件下存活所需的决定因素。本文将对HTS在细菌病原体方面的近期研究进展进行阐述。
一、感染过程中细菌进化的研究 感染性疾病的进展和结果往往取决于宿主与病原体如何相互作用，采用HTS技术进行的研究为定殖和感染过程中细菌病原体的进化提供了新的见解。例如，研究发现，在感染过程中，由于选择性压力（例如与其他微生物共同感染、宿主的免疫反应及抗生素的应用等），某些固定的亚种中会随机出现有利与病原菌的突变，同时，在感染期间还可以发生抗生素耐药性的突变。相较于与传统的PCR扩增技术和一代Sanger测序，HTS的超基因组学方法可以从微生物群分析得到更大的多样性。例如，与健康者相比，肺囊性纤维化患者的微生物多样性降低与更严重的炎症相关，并且微生物的代谢途径的明显发生改变。 二、确定疾病暴发的来源和传播途径 传统的细菌分型方法鉴别力较低，无法在传染病暴发的流行病学调查中发挥精准的作用。全基因组序列可以为分离株之间核苷酸提供最高水平的分辨率，可识别医院内部和医院之间以及社区之间的传播。应用该种新方法可以确定传播的起源是某单一菌株还是多个菌株共同引起。
第27卷增刊V ol 127,Sup 1广西农业生物科学Journal o f Guangx i A g ric 1and Biol 1Science 2008年6月June,2008 收稿日期:20080122。 基金项目:广西大学博士启动基金项目(X05119)。 作者简介:姚晓华(广西大学副教授,博士;E -mail:x hy ao@g xu 1edu 1cn 。文章编号:10083464(2008)增008405 土壤微生物群落多样性研究方法及进展 姚晓华 (广西大学农学院,广西南宁530005) 摘要:微生物多样性是指群落中的微生物种群类型和数量、种的丰度和均度以及种的分布情况。研究 土壤微生物群落多样性的方法包括传统的以生化技术为基础的方法(直接平板计数、单碳源利用模式等) 和以现代分子生物技术为基础的方法(从土壤中提取DN A ,进行G+C%含量的分析,或杂交分析,或进 行PCR,产物再进行D GGE/T GG E 等分析)。现代生物技术与传统微生物研究方法的结合使用,为更全面 地理解土壤微生物群落的多样性和生态功能提供了良好的前景。 关键词:微生物多样性;生化技术;分子生物学技术;DN A 中图分类号:.Q 938115 文献标识码:A Advancement of methods in studying soil microbial diversity YAO Xiao -hua (Co llege of Ag ricultur e,G uangx i U niv ersit y,N anning 530005,China) Abstract:Species div ersity consist o f species richness,the total number of species,species ev enness,and the distribution of species 1Methods to measure microbial diversity in so il can be categ orized into tw o g roups:biochemica-l based techniques and m olecular -based techniques 1The fo rmer techniques include plate counts,sole carbon so urce utilizatio n patterns,fatty acid methy l ester analysis,and et al 1The latter techniques include G +C%,DNA reassociation,DNA -DNA hy br idization,DGGE/TGGC,and et al 1Ov er all,the best w ay to study soil microbial diversity w o uld be to use a variety of tests w ith differ ent endpoints and degr ees o f r esolutio n to o btain the bro adest picture possible and the most inform ation r eg ar ding the microbial co mmunity 1 Key words:microbial diversity;biochem ica-l based techniques,mo lecular -based techniques,DNA 微生物多样性研究是微生物生态学最重要的研究内容之一。微生物在土壤中普遍存在,对环境条件的变化反应敏捷,它能较早地预测土壤养分及环境质量的变化过程,被认为是最有潜力的敏感性生物指标之一[1] 。但土壤微生物的种类庞大,使得有关微生物区系的分析工作十分耗时费力。因此,微生物群落结构的研究主要通过微生物生态学的方法来完成,即通过描述微生物群落的稳定性、微生物群落生态学机理以及自然或人为干扰对群落产生的影响,揭示土壤质量与微生物数量和活性之间的关系。利用分子生物学技术和研究策略,揭示自然界各种环境中(尤其是极端环境)微生物多样性的真实水平及其物种组成,是微生物生态学各项研究的基础和核心,是重新认识复杂的微生物世界的开端。
浙江大学2000年工业微生物考研试题 一、是非题（共16分。只需注明 “ 对 ” 或 “ 错 ” ） ? 遗传型相同的个体在不同环境条件下会有不同的表现型。 EMP 和 HMP 代谢途径往往同时存在于同一种微生物的糖代谢中。 如果碱基的置换，并不引起其编码的肽链结构的改变，那么，这种突变现象称为沉默突变。 低剂量照射紫外线，对微生物几乎没有影响，但以超过某一阈值剂量的紫外线照射，则会导致微生物的基因突变。 在宿主细胞内， DNA 病毒转录生成 mRNA ，然后以 mRNA 为模板翻译外壳蛋白、被膜蛋白及溶菌酶。 总状毛霉和米根霉同属藻状菌纲。 大多数微生物可以合成自身所需的生长因子，不必从外界摄取。 产子囊孢子的细胞一定是双倍体，而出芽生殖的细胞可以是双倍体，也可以是单倍体。 E.coli K12( l ) 表示一株带有 l 前噬菌体（ Prophage) 的大肠杆菌 K12 溶源菌株。 因为不具吸收营养的功能，所以，将根霉的根称为“假根”。 因为细菌是低等原核生物，所以，它没有有性繁殖，只具无性繁殖形式。 与单独处理相比，诱变剂的复合处理虽然不能使微生物的总突变率增大，但能使正突变率大大提高。 微生物系统分类单元从高到低依次为界、门、纲、科、目、属、种。 在自然条件下，某些病毒DNA 侵染宿主细胞后，产生病毒后代的现象称为转染（transfect) 。 一个操纵子中的结构基因通过转录、转译控制蛋白质的合成，而操纵基因和启动基因通过转录、转译控制结构基因的表达。 蓝细菌是一类含有叶绿素 a 、具有放氧性光合作用的原核生物。 二填充题（共 30分）： 实验室常见的干热灭菌手段有 a 和 b 等。 实验室常用的有机氮源有 a 和 b 等，无机氮源有 c 和 d 等。为节约成本，工厂中常用e 等作为有机氮源。 细菌的个体形态主要有 a 、 b 和 c 等。 细菌肽聚糖由 a 和 b 交替交联形成基本骨架，再由 c 交差相连，构成网状结构。 a 是芽孢所特有的化学物质。一般它随着芽孢的形成而形成，随芽孢的萌发而消失。 微生物系统命名采用 a 法，即 b 加 c 。 中体 (mesosome) 是 a 内陷而成的层状、管状或囊状结构。它主要功能 b 。 鞭毛主要化学成分为 a ，鞭毛主要功能为 b 。 荚膜的主要化学成分有 a 和 b 等，常采用 c 方法进行荚膜染色。 霉菌细胞壁化学组成是 a 等；酵母菌细胞壁化学组成是 b 和 c 等。 培养基按其制成后的物理状态可分为 a 、 b 和 c 。 枝原体突出的形态特征是 a ，所以，它对青霉素不敏感。 碳源对微生物的主要作用 a 。 Actinomycetes 是一类介于 a 和 b 之间，又更接近于 a 的原核微生物。它的菌丝因其形态和功能不同可分为 c 、 d 和 e 。 霉菌的有性繁殖是通过形成 a 、 b 和 c 三类孢子而进行的。其过程都经历 d 、 e 、 f 三阶段。大多数霉菌是 g 倍体。
2 国内外研究进展 2.1 主要研究应用类群 昆虫病原真菌是昆虫病原微生物中最大的一个类群, 共有 100 多个属 700 余种, 分属于真菌的半知菌亚门、接合菌亚门、鞭毛菌亚门、子囊菌亚门及担子菌亚门中, 大部分是兼性或专性病原体。在含有昆虫病原真菌的 100 多个真菌属中, 约 50 多个属于半知菌亚门。目前已在生产上得到应用的主要有白僵菌、绿僵菌、拟青霉、莱氏野村菌、汤普森被毛孢、蜡蚧轮枝菌等。 3. 1 昆虫病原真菌的入侵机理 根据报道 ,白僵菌、绿僵菌、汤普生多毛孢、莱氏野村菌与根虫瘟霉在入侵寄主昆虫体内直至使昆虫死亡的过程中均大致有下面 4 个阶段。 3. 1. 1 分生孢子附着于寄主体表 ,产生或不产生附着孢。 3. 1. 2 附着的分生孢子产生胞外酶 ,主要是几丁质酶和各种不同的蛋白酶类 ,可分解寄主昆虫的体壁。 3. 1. 3 萌发的孢子侵入寄主昆虫体内。 3. 1. 4 菌丝体在虫体内生长 ,消耗虫体内营养并分泌毒素杀死寄主昆虫。 许多资料报道认为:病原真菌分泌的毒素是昆虫死亡的主要原因。较新近的对金龟子绿僵菌侵机理更为细致的研究认为:几丁质酶和蛋白酶类以及真菌毒素的产生与昆虫病原真菌的致病力有关。国外专家经系统地研究绿僵菌的酶系 ,认为弹性凝乳蛋白酶的活性决定绿僵菌的侵染力 ,并且对编码弹性凝乳蛋白酶的基因进行了克隆 ,准备在植物中选用这种基因[ 23 ],这为用分子生物学技术改良菌株或育种创造了条件。 昆虫病原真菌代谢产物及其作用 昆虫病原真菌的代谢产物从作用上可分为 3 类。除了可杀死昆虫的毒素外 ,还有对植物生长有调节作用的激素类物质以及对人体有保健作用的营养物质 ,有些真菌的分泌物还可抑制植物病害的发生。 4. 1 产生杀虫毒素的昆虫病原真菌的主要类别 目前已报道的可以产生毒素的昆虫病原真菌主要包括球孢白僵菌和卵孢白僵菌 ,它们在孢子萌发 及菌丝生长中均能分泌毒素。绿僵菌的培养滤液和菌丝体中均能提取出毒素物质。虫霉菌也能产生毒 素 ,主要发现在冠耳霉( Conidiobol us coronata)的培养液中,尖突耳霉( C. apiculata) 也产生毒素。拟 青霉属的种类、镰刀菌的许多种类、莱氏野村菌及蜡蚧轮枝孢菌均产毒素。虫草属( Cordycepin)的种类 在培养物中可提取出毒素。有报道认为交链孢属的链格孢菌也有毒素产生 2 国内、外已报道的真菌杀虫剂种类 从20 世纪 60 年代以来,欧美国家及日本在昆虫病原真菌的应用上取得了一些突破。20 世纪 90 年代报道的真菌杀虫剂有 7 种类 24 个商品,分属 8 个国家(名录略写) ,以后报道增至 8 种类 26 种商 品[2 ] 。2000 年还报道了美国密西西比地区防治白蚁 Ret icul i termes f lavi pes 使用的由金龟子绿僵菌制 成的商品“Bioblat”。中国目前能工厂化生产的种类有白僵菌、绿僵菌 ,拟青霉中有 2 种已得到应用[ 2 ]
工业微生物学3章 1、 什么是营养物质？营养物质有哪些生理功能？ 营养指物体从外部环境摄取其生命活动所必需的能量和物质，以满足其生长和繁殖需要的过程，这些能量和物质即为营养物质。 营养物质的生理功能有：为生物提供必需的能量，结构合成物质，调节生物体的新陈代谢，为生物提供良好的生理环境。 4、什么是能源？试以能源为主，对微生物营养类型进行分类能源是指能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。 能源是指能为微生物的生命活动提供必需的能量来源的营养物质和辐射能。 以能源，碳源不同可将微生物分成四大类: 7、什么是生长因子？它主要包括哪几类化合物？是否任何微生物都需要生长因子？如何才能满足微生物对生长因子的需求？ 生长因子：某些微生物不能从普通的碳源。氮源合成，而需要另处少量加入来满足生长需要的有机物质。 主要包括：氨基酸，维生素，嘌呤和嘧啶及其衍生物、甾醇、胺类、C4～C6 的分枝或直链脂肪酸等。 各种微生物所需的生长因子互不相同，有的需要多种，有的不需要，培养条件也会影响微生物对生长因子的需求。 为了满足微生物对生长因子的需求，一般要在培养基本中添加少量的该种生长因子。 9、为什么实验室配制培养基时，一般采用蛋白胨而不是以蛋白质为氮源？为什么枯草杆菌能水原明胶，而大肠杆菌则不能？ 蛋白胨是水解产物，微生物可直接利用，另处蛋白胨比蛋白质更易保存，所以实验室一般用蛋白质胨作氮源。 大肠杆菌是G+ 菌，它的细胞壁中含有脂多糖和外壁层，使蛋白分解酶无法穿过细胞壁，来到胞外水解明胶，而枯草杆菌是G-菌，情况相反，因而可以水解明胶。 13、什么是选择性培养基？它在工业微生物学工作中有何重要性？试举一例并分析其中的选择性原理。 根据某种某类微生物的特殊营养要求，或对某些物理，化学条件的抗性而设计的培养基，称为选择性培养基，其重要性在于它可以使混合菌样中的劣势变成优势菌，从而提高该菌的筛选效率。 例如，已知结晶紫可以抑制革兰氏阳性菌，那么，在革兰氏阳，阴性菌的混合培养物中加入结晶紫，即可使革兰氏阳性菌的生长受到抑制，而分离对象革兰氏阴性菌则可趁机大大增殖，在数量占据优势。 16、什么是微生物的最适生长温度？温度对同一微生物的生长速度，生长量代谢速度及各代谢产物的累积的影响不否相同？研究这一问题有何实践意义？ 最适生长温度是某微生物分裂代时最短成生长速率最高时的培养温度。同一微生物的不同生理过程有着不同的最适温度，温度对同一微生物的生长速度，生长量，代谢速度及各代谢产物的累积量的影响各不相同。 研究这一问题，使我们能根据目标产物的情况，选择最适温度，以提高发酵生产效率。 19、 24、导酵母菌接种到含有葡萄糖和最低限度无机盐的培养液中，并分装到烧瓶A 和B 中，将烧瓶A 放在30 的好氧培养中，烧瓶B 放在30 的 氧培养。问： A 哪个培养能获得更多的A TP ？A B 哪个培养能获得更多的酒精：B C 哪个培养中的细胞世代时间更短？A D 哪个培养能获得更多的细胞量？A E 哪个培养液的吸光更高？A 能 源 CO2(自养型)------- 自养型 有机碳化物-------光能异养型 光： 光能营养型 化合物： 化能营养型
医学微生物学研究进展综述 医学微生物学（medical microbiology）是一门医学的基础学科，主要研究与医学有关的病原微生物的生物学性状、传染致病的机理、免疫学的基本理论、诊断技术和特异性防治措施等，以达到控制和消灭传染性疾病和与微生物有关的免疫性疾病，保障人类健康的目的。 1. 近现代微生物学的发展 70年代，计算机和数码信息技术的发展及其与微生物技术相结合，诞生了微生物编码鉴定技术，进而创造出了半自动和全自动微生物鉴定和药敏分析仪，使微生物学从传统的手工操作技术进入了自动化和电脑化的时代。 80年代，免疫学技术的飞速发展并向微生物领域渗透，使各种免疫标记和分析技术从传统的酶、荧光和放射免疫测定发展为时间分辨荧光、电化学发光等技术，大大提高了免疫分析的敏感性，单克隆抗体制备和多肤抗原合成技术，大大提高了免疫反应的特异性，自动免疫分析仪的诞生，为感染性疾病的血清诊断提供了许多简便、快速灵敏和特异的新手段。 90年代，分子生物学技术的发展，限制性内切酶、DNA杂交、测序和扩增技术的应用，使基因技术用于诊断由某些不能培养或需很长时间和特殊条件培养的微生物引起的感染性疾病，成为可能。 新世纪十年来，临床微生学特别是在及时正确鉴定和控制耐药菌株传播及新发和再发的传染病的及时诊断等方面取得了极大的进展，分子生物学技术的迅速发展也为微生物的检测创造了新的机遇。 2. 我国医学微生物学的发展 上述技术的飞速发展和应用，使我国医学微生物学取得了长足进展，尤其在细菌和病毒方面的研究及临床应用，成绩更为显著。 2.1 细菌学研究 （1）分子生物学 基因研究：主要为病原菌致病基因的克隆和表达，如白喉毒素基因、绿脓杆菌外毒素A 的I区基因、百日咳杆菌亚毒素基因，以及结核杆菌热休克蛋白70启动子对外源基因在分枝杆菌中表达的影响等。 抗原研究：主要集中在病原菌外膜抗原成分分析及特定成分的提取，如B群脑膜炎双球菌LOS抗原研究、霍乱弧菌0139菌毛的提取、钩端螺旋体蛋白的纯化及免疫生物学研究等。 （2）致病及免疫 细菌粘附与转移：研究了肺炎球菌表面蛋白在细菌体外粘附中的介导作用，及幽门螺杆菌对胎儿胃粘膜上皮细胞的粘附作用等，并取得进展，采用活体内细菌移位示踪方法，研究了肠道菌透肠向腹腔转移的途径，证实了肝衰竭时可导致肠道菌群上移及易位等。 毒素：霍乱毒素对淋巴细胞活化增殖的影响及其机制、幽门螺杆菌空泡毒素与致病发生关系的研究，取得了较大进展。 免疫：抗细菌核心糖脂域单克隆抗体，对LPS体外诱导细胞释放INF-α和IL-6及其mRNA表达影响的研究，明确了结核杆菌主要蛋白对T细胞的刺激增殖反应，证实了由幽
浙江大学工业微生物92-97 1992 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 一填空（共15分） 1、细菌一般进行a 繁殖，即b 。酵母的繁殖方式分为有性和无性两类，无性繁殖又可分为c ，d 两种形式，有性繁殖时形成 e ；霉菌在有性繁殖中产生的有性孢子种类有 f ，g ，h ；在无性繁殖中产生的无性孢子种类有i ，j ，k ；放线菌以l 方式繁殖，主要形成m ，也可以通过n 繁殖。 2、一摩尔葡萄糖通过EMP途径和TCA循环彻底氧化，在原核微生物中产生a 摩尔ATP，在真核微生物中产生b 摩尔ATP，这是因为在真核微生物中，c 不能通过线粒体膜，只能借助于d 将EMP途径产生的磷酸二羟丙酮还原成 e ，后者可进入线粒体，将氢转移给f ，形成g ，自身又回复到磷酸二羟丙酮。这一过程称为“穿梭”，每次穿梭实际损失h 个ATP。 3、微生物基因突变的机制包括a 、b 及c 。诱发突变的方法分为物理方法和化学方法，物理方法主要是d ， e ， f 和g ；化学诱变剂包括h ，i 和j 。 二是非题（叙述正确的在括号写T，错误的写F，共10分） 1、自养型、专性厌氧型微生物不是真菌（） 2、在酵母细胞融合时，用溶菌酶破壁（） 3、从形态上看，毛霉属细菌都有假根（） 4、营养缺陷型菌株不能在基本培养基上正常生长（） 5、产黄青霉在工业生产上只用于生产青霉素（） 6、分子氧对专性厌氧微生物的抑制和制死作用是因为这些微生物内缺乏过氧化氢酶（） 7、同工酶是指能催化同一个反应，有相同控制特征的一组酶（） 8、基因位移是借助于酶或定向酶系统实现的主动输送，因此不需要消耗能量（） 9、培养基中加入一定量NaCl的作用是降低渗透压（） 10、噬菌体的RNA必须利用寄主的蛋白质合成体系翻译，因此只能在寄主体内繁殖（） 三. 名词解释（共15分） 1、抗代谢物 2、温和噬菌体 3、阻遏酶 4、转化 5、活性污泥 四在恒化器中培养微生物，在稳态操作时，μ=D，D为稀释率，μ可用Monod公式描述：求：a. 恒化器出口底物浓度S0和微生物浓度X0 b. 当稀释率D增加到一定程度后会产生“清洗”现象，求发生清洗现象的最小稀释率Dcrit c. 单位体积细胞产率可以用细胞出口浓度X0与稀释率的乘积DX0表示。求当DX0达到最大值时的稀释率Dmax 五. 简要叙述工业微生物研究和实验中的微生物培养基必须具备的要素和对于大规模生产 时对培养基的基本要求。（15分） 六. 以肌苷酸生产菌为例，说明营养缺陷型菌株筛选的机理及筛选的方法。（15分） 七. 试述革兰氏阳性菌和阴性菌在细胞壁组成上的差别，并判断下述几种微生物的染色结果是什么。 a. 枯草芽孢杆菌 b. 金黄葡萄球菌 c. 大肠杆菌 d. 乳链球菌 e.假单孢菌 1993年攻读硕士学位研究生入学考试试题 一填空（共15分，每格0.5分）