微生物学报  2017, Vol. 57 Issue (6): 791-791
http://dx.doi.org/10.13343/j.cnki.wsxb.20171000
中国科学院微生物研究所,中国微生物学会,中国菌物学会
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文章信息

刘双江. 2017
微生物组:新机遇,新天地——“微生物组专刊”序言
微生物学报, 57(6): 791-791
微生物组:新机遇,新天地——“微生物组专刊”序言
刘双江     
中国科学院微生物研究所, 北京 100101
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苍天之下,众生芸芸。这里的“众生”,说的是我们肉眼所见,我们所不能见者,其数量远远超过所见者。“微生物”是给这些“不能见者”的一个统称,借助于各种工具包括光学和电子显微镜,我们可以看到这些微生物;通过各种分析测试方法,我们可以感知他们的存在。其实,微生物无处不在,无处不显现他们的作用:在江河湖海和土壤中,他们默默地清理人类活动造成的非自然状况;他们与草木共生、与庄稼作物等共处,造就了我们看到的郁郁葱葱,提供了人类的食物;在我们的身体内,有着数量超过我们人体细胞10倍的微生物细胞,伴随我们生老病死。

研究微生物的学问叫做微生物学。微生物学从18世纪诞生到20世纪末,以微生物分离培养、生理生化、遗传代谢、系统进化为核心研究内容,取得了当代微生物学的丰硕成果,诞生了多位诺贝尔奖获得者,丰富了微生物学教科书,改变了人类对自然界的认知,建立了健康和科学的生活方式和医疗技术。然而,随着科学研究技术手段的发展,以及我们探索微生物世界的理念革新,发现了更多的未知微生物(未培养微生物),并且发现了已知(可以在实验室培养的微生物)和未知微生物做为一个整体,与其宿主或者环境相互作用。于是,我们不再纠结已知与未知、培养与未培养的繁枝琐节,而是直接研究微生物群体和他们栖息的环境或者宿主相互关系、作用机制等,这便是微生物组(学)。

微生物组有3个层面的含义。首先,微生物组是可辨识的。人体肠道微生物组是指生活在肠道中所有微生物及其遗传物质,包括细菌、古菌、病毒等;环境微生物组是指一个指定的环境(例如污水处理厂)中全部微生物及其遗传物质(污水处理厂主要形态是活性污泥);作物(植物)微生物组是指与作物(例如玉米)相共生的所有微生物,包括根际微生物、内共生微生物、叶面和体表微生物等。其次,微生物组是一个研究思路。微生物组的研究,核心理念是把系统中所有微生物作为一个整体考虑,考虑这个整体的功能、表型、与环境或者宿主的相互作用及机制。最后,微生物组研究是一个技术体系,这个技术体系的一些主要特征包括高通量,例如高通量DNA测序、高通量微生物培养与鉴定、高通量基因功能挖掘和表征等,以及生物大数据分析和新型成像展示技术等。

本期《微生物学报》专刊以微生物组为主题,选取了在微生物组技术与方法、人体微生物组、工农业微生物组和土壤与环境微生物组等领域的12篇文章,与读者共享,希望通过这个专刊的交流,进一步促进微生物组的研究和发展,有力推动我国以应用为导向的微生物组计划的实施。