编者按:随着世界各国对微生物组研究投入大量努力,微生物组学研究得到快速发展,微生物组学也成为一个世界各国争相发展的战略性科技领域。美国、日本等发达国家已经部署了微生物组研究的国家计划,2016年12月,香山科学会议召开了主题为“中国微生物组研究计划”的学术讨论会,为中国微生物组计划的组织和实施奠定了基本原则。

为了进一步推动我国微生物组计划的实施,《微生物学报》邀请中国科学院微生物研究所刘双江研究员和美国加州大学洛杉矶分校施文元教授担任特邀编辑,于2017年6月出版了“微生物组专刊”。本专刊分5个栏目:人体健康、土壤与环境、农业、工业、技术与方法,约稿12篇,阐述了微生物组学在各个领域的应用与前景。

 

《微生物学报》出版“微生物组专刊”

 

微生物组:新机遇,新天地

 

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。

 

高特准确pk10计划 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。