微生物制備

⑴ 微生物(製作資料卡片)

類別：生物
主題：探索微小世界的生物
資料來源：網上查詢
資料題目：微小世界的主角——細菌
內容：
提起細菌人們首先想到的是導致疾病，殘害人命的病原菌，事實上病原菌只是細菌的一部分，大多數細菌都能給我們帶來很大的好處，生產味精、積累氮肥、凈化環境都離不開細菌。

⑵ 怎麼制備微生物菌劑

一般發酵到對數後期，如果是細菌，應該用發酵罐。一般的高密度發酵應該用過濾器而不是離心。其實如果馬上就用的話直接用發酵液是最好的。如果乾燥了之後菌體基本就死了，不知道你為什麼要乾燥。

⑶ 微生物培養基的制備：

一般我們用於計數的培養基都是用PCA，也就是平板計數瓊脂。而我們實驗室用的營養瓊脂
（NA
）也是可以用來計數的，就是您所說的營養肉湯再加瓊脂。瓊脂的含量：250g培養基中含有15g瓊脂。您可以根據這個進行換算。
然後高壓滅菌
121度
15分鍾。

⑷ 微生物實驗平板製作方法

（1）培養基的營養構成：各種培養基一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽。分為液體培養基和固體培養基。
制備牛肉膏蛋白腖固體培養基的方法：計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。
（2）常用消毒方法：煮沸消毒法、紫外線照射、巴氏消毒法和化學葯劑消毒。
（3）常用滅菌方法：灼燒滅菌、乾熱滅菌和高壓蒸汽滅菌法。
培養基、培養皿、接種環、實驗操作者的雙手、空氣、牛奶所採用的滅菌和消毒方法依次：高壓蒸汽滅菌、乾熱滅菌、灼燒滅菌、化學消毒、紫外線滅菌、巴氏消毒法。
（4）平板培養基的制備：計算、稱量、融化、滅菌、倒平板。
（5）接種方法：平板劃線法和稀釋塗布法。
倒平板的方法：右手持盛培養基的試管或三角瓶置火焰旁邊，用左手將試管塞或瓶塞輕輕地撥出，試管或瓶口保持對著火焰；然後用右手手掌邊緣或小指與無名指夾住管（瓶）塞（也可將試管塞或瓶塞放在左手邊緣或小指與無名指之間夾住。如果試管內或三角瓶內的培養基一次用完，管塞或瓶塞則不必夾在手中）。左手拿培養皿並將皿蓋在火焰附近打開一縫，迅速例入培養基約15mL，加蓋後輕輕搖動培養皿，使培養基均勻分布在培養皿底部，然後平置於桌面上，待凝後即為平板。
平板劃線操作：
①挑取他含菌樣品：選用平整、圓滑的接種環，按無菌操作法挑取少量菌種。
②劃A區：將平板倒置於煤氣（酒精）燈旁,左手拿出皿底並盡量使平板垂直於桌面，有培養基一面向著煤氣燈（這時皿蓋朝上，仍留在煤氣燈旁)，右手拿接種環先在A區劃3—4條連續的平行線(線條多少應依挑菌量的多少面定）。劃完A區後應立即燒掉環上的殘菌，以免因菌過多而影響後面各區的分離效果。在燒接種環時，左手持皿底並將其覆蓋在皿蓋上方(不要放入皿蓋內)，以防止雜菌的污染。

⑸ 常用微生物培養基的制備需要掌握哪些問題

【注意事項】

1、培養基的調配溶解：現在錐形瓶底加入少量水，再加入蛋白腖等成分，以防其粘瓶底燒結。制備大量培養基時，除玻璃容器外，還可用鋁鍋、搪瓷桶，但不可用銅鐵容器，以免其離子進入培養基（培養基中銅含量超過0.3g/L 會抑制細菌生長，含鐵量超過0.14mg/L時會抑制細菌毒素產生）。如需在培養基中加染料、膽鹽、指示劑等成分時，應在校正pH後加入

2、培養基的澄清：如需制備澄清的培養基，可用卵蛋白加熱澄清法：取一個蛋的卵蛋白加水20mL，攪拌至出現泡沫，倒入1000mL液體或融化的固體培養基中，混勻，然後在流動蒸汽中加熱30~60 min，使培養基中的不溶性物質附著於凝固蛋白，取出後以紗布夾脫脂棉過濾固體培養基，或以紗布夾濾紙過濾液體或半固體培養基。

3、平板的澆注

①傾注培養基時，切勿將皿蓋全部開啟，以防止空氣中塵埃和細菌的混入；

②傾注培養基時應注意溫度。溫度過高，則冷凝水過多易導致污染，不易分離得到菌落；溫度過低，部分瓊脂凝固，傾注平板表面高低不平。

③在無菌室或接種罩內傾注培養基後，將皿蓋稍開一縫隙，在紫外燈照射下待凝，這樣利於蒸氣散發，減少平板內的冷凝水。

④傾注血液瓊脂時，由於加血時瓊脂表面容易產生氣泡，故傾注時適時轉動錐形瓶，使氣泡附於瓶壁，以減少血平板表面的氣泡。

⑹ 如何製作微生物培養皿

一、如何製作：

分離培養微生物，離不開固體培養基。在微生物實驗室里，固體培養基的使用是如此地頻繁和常規，以至於這一方法看起來也理所當然。然而，回溯至1881年固體培養基出現以前，微生物的培養還只能在液體培養基中進行。為了能直接觀察培養物的形態及生長情況，科學家希望能將微生物培養在固體表面上，就像微生物生長在橘子皮或土豆上一樣。德國醫生羅伯特·科赫（Robert·Koch，1843—1910）曾用煮沸消毒的土豆來培養細菌。此後，他試著用明膠作培養基的凝固劑。他將明膠加入液體培養基中進行融化，然後將混合均勻的液體緩慢地倒在一塊玻璃板的表面。當明膠冷卻凝固後，就在玻璃板表面形成一層固體培養基。為了防止空氣中雜菌的污染，科赫還用玻璃罩將玻璃板與周圍環境隔離開來。但是，人們很快發現，明膠在20 ℃以上就變軟了，很難進行分離微生物的劃線操作。在溫度高於25 ℃時，明膠就液化了，而大多數細菌的培養溫度都不低於25 ℃。
二、培養皿的定義：
培養皿是一種用於微生物或細胞培養的實驗室器皿，由一個平面圓盤狀的底和一個蓋組成，一般用玻璃或塑料製成。培養皿材質基本上分為兩類，主要為塑料和玻璃的，玻璃的可以用於植物材料、微生物培養和動物細胞的貼壁培養也可能用到。塑料的可能是聚乙烯材料的，有一次性的和多次使用的，適合實驗室接種、劃線、分離細菌的操作，可以用於植物材料的培養。

⑺ 微生物有機肥是用什麼微生物制備的

現在大部分的用糞肥類做的生物有機肥，都是在糞肥堆制腐熟的過程中添加了外源微生物，目的就是為了促進腐熟，這種外源的微生物沒有特指某種微生物。

⑻ 如何製作微生物種子

1 、非切片法
即不用切片機，不經切片手續而製成切片的方法，根據材料性質的不同，有不同的處理方法，該類方法操作簡單快捷，其中鋪片法、封藏法可使原有組織結構不被破壞，塗片法、壓片法彌補了用包埋、切片法所不可能觀察清楚的不足，因此是顯微標本製作的中常用的手段。
1.1 塗片法
主要用於血液、精液、尿液、痰液、微生物等不能切片成薄片的液態顆粒性材料，可在載玻片上塗成單層細胞，再經固定，脫水，染色等手段製成永久標本。
1.2 鋪片法
主要用於動、植物組織的表皮層觀察，可活體取待觀察動、植物組織，用尖鑷子撕去一層表皮，迅速平鋪在載玻片上。 如洋蔥表皮細胞的鋪片制備。
1.3 壓片法
一些較幼嫩，柔軟的材料可將其置載玻片上，用小解剖刀將其分散，加染料一滴，再蓋上蓋玻片，用拇指垂直用力擠壓，使組織散成一薄片，再進行觀察，如植物根尖觀察染色體，花粉粒觀察發育階段等。
1.4 離析法
該方法是利用化學試劑使組織的細胞間質溶解，使細胞能分散成單個個體。經染色、脫水、透明即可觀察其個體形態，適用於肌肉、葉片、莖等部位。
1.5 磨片
用於很堅硬的組織，如骨和牙。
2 、切片法
切片法是必須依靠手或切片機將組織切成薄片來進行觀察的方法。為了能清晰地觀察到動、植物的組織結構及細胞形態，必須先經過一系列步驟將組織內滲入某些支持物質，使組織變硬以利於切成薄片，根據所用支持劑的種類不同，可分為徒手切片法、石蠟切片法、火棉膠切法、冰凍切片法等類型，切成薄片後還需要去蠟，染色、脫水、透明等步驟，將其製成永久標本。
下邊以石蠟切片為例，介紹顯微標本製作方法。
2.1 取材
根據不同的實驗目的，選擇相應的材料，材料要求新鮮、准確、完整，材料要避免擠壓、挫傷、乾枯。所採集材料應立即放入固定劑，並編號，註明採集時間、地點、名稱、組織部位，所取組織塊要大小適當，即要能說明問題，又要考慮固定劑的穿透能力。一般組織學取材稍大，細胞學取材稍小，植物組織取材稍小，動物組織取材要稍大。
動、植物的任何組織部位，要製成切片，首先用化學試劑將其固定，固定的作用在於通過固定劑，在盡量短的時間內使原生質體停止生命活動，並如同生前一樣精細的保存其細胞結構，同時易於後步驟的染色所以良好的固定劑應該具備以下條件：迅速滲入組織殺死原生質體，在短時間內，組織內外完全固定；盡可能避免使組織膨脹或收縮，並且軟硬合適於切片；增加細胞內含物的折光程度，易於鑒別，同時增加媒染作用和染色能力。固定液同時是防腐液，使材料不致變質。
2.3 脫水
脫水是用一種即能與水又能與透明液混合的液體來逐漸置換樣品中游離的水。現採用的脫水劑一般是丙酮或乙醇來進行梯度脫水，脫水的時間，可根據組織的類型，大小而定。
脫水的過程：
一般是30%乙醇→50%乙醇→70%乙醇→80%→90%→100% →100%
脫水應逐步而不應跨越太大的進行，否則將引起組織強烈的收縮或變形，在經無水乙醇處理時，應保證試劑的純度。
2.4 透明
透明是用一種即能與酒精又能與包埋介質混合的液體來置換樣品中的酒精，從而為最終的包埋創造一個有利的條件。 現採用的透明劑一般是二甲苯、甲苯、氯仿等。
其過程為：1/3二甲苯+2/3乙醇混合液→1/2二甲苯+1/2乙醇混合液→2/3二甲苯+1/3乙醇混合液→二甲苯→二甲苯
二甲苯是使用最廣泛的一種透明劑，它具有滲透力強，溶解石蠟量大，又易揮發的優點，其缺點是易使組織收縮，變硬，變脆，因此透明時間應根據組織塊大小及質地酌情而定。
2.5 滲蠟
將完成透明步驟的組織塊浸入透明劑與石蠟混合液中，不斷提高石蠟的比例，直至用石蠟完全置換了組織塊中的透明劑，便於今後的包理與切片。 石蠟有液態與固態二種，滲蠟要在恆定溫箱（60°c）中進行，以保證石蠟處於液態中。
2.6 包理
組織塊經石蠟滲透後，其內部間隙已完全被石蠟占據，此時還需要用同種硬度的石蠟包理成蠟塊以利於後邊的切片，包理可用相同的器具，也可折疊一牛皮紙盒。
將液態石蠟緩緩倒入紙盒中，再用鑷子輕輕將浸好蠟的組織塊夾入紙盒，淺埋在石蠟內，待石蠟冷卻成固態即包埋完畢。
至此，一塊組織已完成前處理過程，可以切片，前邊的步驟表明看來既無高深的理論，又無復雜的技術，一切看似簡單，但一步做不到都會造成整個製片的前功盡棄。
2.7 切片
修塊：切片前需修整蠟塊，即將包埋好的一大塊蠟塊切開，使每一小塊都含有一塊組織，並將這組織周圍的石蠟切除，將組織修成一小塊蠟塊並粘在大小適宜的硬木塊上，以便於固定在切片機上。
貼片：一手持毛筆，一手轉動切片機，切片的蠟片連成一長條蠟帶
切下的蠟帶放在一干凈黑紙上，用小刀根據需要切成數段，分別貼在干凈載玻片上。在恆溫展片台上展平、烘乾。
2.8 染色
切片可用不同方法，使其乾燥，然後進行染色。因為每一張載片上粘貼的是蠟帶，因此必須先用二甲苯去除石蠟再用酒精去除二甲苯，再進入水中，才能染色，染色的方法很多，要根據每張標本要求顯示的目的選擇不同的染劑，最常用的是蘇木精，伊紅染色蘇木精使細胞核是深紫色，伊紅使細胞質顯粉紅色，以此顯示清晰的細胞形態和核的大小，位置，染色後再根據製片的基本原理，使帶水的載片經歷脫水→透明步驟最後喲感樹膠封片
基本步驟如下：二甲苯×2（脫蠟）→酒精+二甲苯（1:1）→100%酒精×2→90% 酒精→80%→70%→50%→30%→水→蘇木精染色(鏡檢)→水→50%→70%→90%→0.5%伊紅(95%酒精配製)→95%→100%×2→二甲苯:酒精(1:1)→二甲苯×2→樹膠封片
簡便方法：
先將各種材料切成片，要薄，不要用力的用鑷子夾，放在載玻片上，在載玻片上滴一滴水，將薄片放入，如顏色十分淡，加碘酒染色，蓋上蓋玻片，用紙巾將水吸干，即可。

⑼ 微生物的產生

微生物微生物(microorganism簡稱microbe)：一類體積微小、結構簡單的低等生物。它包括細菌、病毒、真菌、支原體、衣原體以及一些小型的原生動物等在內的一大類生物群體，它個體微小，卻與人類生活密切相關。微生物在自然界中可謂「無處不在，無處不有」，涵蓋了有益有害的眾多種類，廣泛涉及健康、醫葯、工農業、環保等諸多領域。
原核：細菌、放線菌、螺旋體、支原體、立克次氏體、衣原體。
真核：真菌、藻類、原生動物。
非細胞類：病毒和亞病毒。
微生物 一般地，在中國大陸地區的教科書中，均將微生物劃分為以下8大類：細菌、病毒、真菌、放線菌、立克次體、支原體、衣原體、螺旋體。
微生物的定義
一切肉眼看不見的或看不清的微小生物的總稱
1 特點: 個體微小,一般<0.1mm；構造簡單,有單細胞的,簡單多細胞的,非細胞的
進化地位低。
2 分類 原核類: 三菌,三體 。
真核類: 真菌,原生動物,顯微藻類。
非細胞類: 病毒,亞病毒 ( 類病毒,擬病毒,朊病毒)
3 五大共性: 體積小,面積大
吸收多,轉化快
生長旺,繁殖快
適應強,易變異
分布廣,種類多
二、微生物的類群
1 細菌:
(1)定義:一類細胞細短,結構簡單,胞壁堅韌,多以二分裂方式繁殖和水生性強的原核生物
(2)分布:溫暖,潮濕和富含有機質的地方
(3)結構:主要是單細胞的原核生物,有球形,桿形,螺旋形
基本結構：細胞膜 細胞壁 細胞質 擬核 菌毛（幫助附著在物體表面）鞭毛（運動功能）
特殊結構：莢膜
(4)繁殖: 主要以二分裂方式進行繁殖的
(5)菌落: 單個細菌用肉眼是看不見的,當單個或少數細菌在固體培養基啊行大量繁殖時,便會形成一個肉眼可見的,具有一定形態結構的子細胞群落.
菌落是菌種鑒定的重要依據.不同種類的細菌菌落的大小,形狀光澤度顏色硬度透明毒都不同.
2 放線菌
(1)定義:一類主要成菌絲狀生長和以孢子繁殖的陸生性較強的原核生物
(2)分布:含水量較低,有機物較豐富的,呈微鹼性的土壤中
(3)形態構造:主要由菌絲組成,包括基內菌絲和氣生菌絲(部分氣生菌絲可以成熟分化為孢子絲,產生孢子)
(4)繁殖:通過形成無性孢子的形式進行無性繁殖
無性繁殖 有性繁殖
(5)菌落:在固體培養基上:乾燥,不透明,表面呈緻密的絲絨狀,彩色乾粉
3 病毒
(1) 定義:一類由核酸和蛋白質等少數幾種成分組成的」非細胞生物」,但是它的生存必須依賴於活細胞.
(2)結構:[font class="Apple-style-span" style="font-family: -webkit-monospace; font-size: 13px; line-height: normal; white-space: pre-wrap; "]蛋白質衣殼以及核酸（核酸為DNA或RNA）[/font]
(3)大小:一般直徑在100nm左右，最大的病毒直徑為200nm的牛痘病毒，最小的病毒直徑為28nm的脊髓灰質炎病毒
(4)增殖:病毒的生命活動中一個顯著的特點為寄生性。病毒只能寄生在某種特定的活細胞內才能生活。並利用會宿主細胞內的環境及原料快速復制增值。在非寄生狀態時呈結晶狀，不能進行獨立的代謝活動。以 噬菌體為例: 吸附→DNA注入→復制、合成→組裝→釋放
噬菌體侵染細菌過程示意圖
微生物的營養
一、微生物的化學組成
C,H,O,N,P,S以及其他元素
二、微生物的營養物質
1 水和無機鹽
2 碳源:凡能為微生物提供生長繁殖所需碳元素的營養物質
來源
作用
3氮源:凡能為微生物提供所必需氮元素的營養物質
來源
作用:主要用於合成蛋白質,核酸以及含氮的代謝產物
4 能源:能為微生物生命活動提供最初能源來源的營養物質或輻射能
根據碳源和能源分類:
5生長因子:微生物生長不可缺少的微量有機物
能引起人和動物致病的微生物叫病源微生物，有八大類：
1.真菌:引起皮膚病。深部組織上感染。
2放線菌：皮膚，傷口感染。
3螺旋體：皮膚病，血液感染 如梅毒，鉤端螺旋體病。
4細菌：皮膚病化膿，上呼吸道感染 ，泌尿道感染，食物中毒，敗血壓症，急性傳染病等。
5立克次氏體：斑疹傷寒等。
6衣原體：沙眼，泌尿生殖道感染。
7病毒：肝炎，乙型腦炎，麻疹，艾滋病等。
8支原體：肺炎，尿路感染。
生物界的微生物達幾萬種，大多數對人類有益，只有一少部份能致病。有些微生物通常不致病，在特定環境下能引起感染稱條件致病菌。 能引起食品變質，腐敗，正因為它們分解自然界的物體，才能完成大自然的物質循環。
有些人誤將真菌當作細菌，是一種比較普遍的誤解。尤其以80年代以前未受過系統生物學教育者。
微生物對人類最重要的影響之一是導致傳染病的流行。在人類疾病中有50％是由病毒引起。世界衛生組織公布資料顯示：傳染病的發病率和病死率在所有疾病中占據第一位。微生物導致人類疾病的歷史，也就是人類與之不斷斗爭的歷史。在疾病的預防和治療方面，人類取得了長足的進展，但是新現和再現的微生物感染還是不斷發生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治療葯物。一些疾病的致病機制並不清楚。大量的廣譜抗生素的濫用造成了強大的選擇壓力，使許多菌株發生變異，導致耐葯性的產生，人類健康受到新的威脅。一些分節段的病毒之間可以通過重組或重配發生變異，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都與前次導致感染的株型發生了變異，這種快速的變異給疫苗的設計和治療造成了很大的障礙。而耐葯性結核桿菌的出現使原本已近控制住的結核感染又在世界范圍內猖獗起來。
微生物千姿百態，有些是腐敗性的，即引起食品氣味和組織結構發生不良變化。當然有些微生物是有益的，它們可用來生產如乳酪，麵包，泡菜，啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必須通過顯微鏡放大約1000 倍才能看到。比如中等大小的細菌，1000個疊加在一起只有句號那麼大。想像一下一滴牛奶，每毫升腐敗的牛奶中約有5千萬個細菌，或者講每誇脫牛奶中細菌總數約為50億。也就是一滴牛奶中可有含有50 億個細菌。
微生物能夠致病，能夠造成食品、布匹、皮革等發霉腐爛，但微生物也有有益的一面。最早是弗萊明從青黴菌抑制其它細菌的生長中發現了青黴素，這對醫葯界來講是一個劃時代的發現。後來大量的抗生素從放線菌等的代謝產物中篩選出來。抗生素的使用在第二次世界大戰中挽救了無數人的生命。一些微生物被廣泛應用於工業發酵，生產乙醇、食品及各種酶制劑等；一部分微生物能夠降解塑料、處理廢水廢氣等等，並且可再生資源的潛力極大，稱為環保微生物；還有一些能在極端環境中生存的微生物，例如：高溫、低溫、高鹽、高鹼以及高輻射等普通生命體不能生存的環境，依然存在著一部分微生物等等。看上去，我們發現的微生物已經很多，但實際上由於培養方式等技術手段的限制，人類現今發現的微生物還只佔自然界中存在的微生物的很少一部分。
微生物間的相互作用機制也相當奧秘。例如健康人腸道中即有大量細菌存在，稱正常菌群，其中包含的細菌種類高達上百種。在腸道環境中這些細菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物質甚至葯物的分解與吸收，菌群在這些過程中發揮的作用，以及細菌之間的相互作用機制還不明了。一旦菌群失調，就會引起腹瀉。
隨著醫學研究進入分子水平，人們對基因、遺傳物質等專業術語也日漸熟悉。人們認識到，是遺傳信息決定了生物體具有的生命特徵，包括外部形態以及從事的生命活動等等，而生物體的基因組正是這些遺傳信息的攜帶者。因此闡明生物體基因組攜帶的遺傳信息，將大大有助於揭示生命的起源和奧秘。在分子水平上研究微生物病原體的變異規律、毒力和致病性，對於傳統微生物學來說是一場革命。
以人類基因組計劃為代表的生物體基因組研究成為整個生命科學研究的前沿，而微生物基因組研究又是其中的重要分支。世界權威性雜志《科學》曾將微生物基因組研究評為世界重大科學進展之一。通過基因組研究揭示微生物的遺傳機制，發現重要的功能基因並在此基礎上發展疫苗，開發新型抗病毒、抗細菌、真菌葯物，將對有效地控制新老傳染病的流行，促進醫療健康事業的迅速發展和壯大!
從分子水平上對微生物進行基因組研究為探索微生物個體以及群體間作用的奧秘提供了新的線索和思路。為了充分開發微生物（特別是細菌）資源，1994年美國發起了微生物基因組研究計劃（MGP）。通過研究完整的基因組信息開發和利用微生物重要的功能基因，不僅能夠加深對微生物的致病機制、重要代謝和調控機制的認識，更能在此基礎上發展一系列與我們的生活密切相關的基因工程產品，包括：接種用的疫苗、治療用的新葯、診斷試劑和應用於工農業生產的各種酶制劑等等。通過基因工程方法的改造，促進新型菌株的構建和傳統菌株的改造，全面促進微生物工業時代的來臨。
工業微生物涉及食品、制葯、冶金、采礦、石油、皮革、輕化工等多種行業。通過微生物發酵途徑生產抗生素、丁醇、維生素C以及一些風味食品的制備等；某些特殊微生物酶參與皮革脫毛、冶金、採油采礦等生產過程，甚至直接作為洗衣粉等的添加劑；另外還有一些微生物的代謝產物可以作為天然的微生物殺蟲劑廣泛應用於農業生產。通過對枯草芽孢桿菌的基因組研究，發現了一系列與抗生素及重要工業用酶的產生相關的基因。乳酸桿菌作為一種重要的微生態調節劑參與食品發酵過程，對其進行的基因組學研究將有利於找到關鍵的功能基因，然後對菌株加以改造，使其更適於工業化的生產過程。國內維生素C兩步發酵法生產過程中的關鍵菌株氧化葡萄糖酸桿菌的基因組研究，將在基因組測序完成的前提下找到與維生素C生產相關的重要代謝功能基因，經基因工程改造，實現新的工程菌株的構建，簡化生產步驟，降低生產成本，繼而實現經濟效益的大幅度提升。對工業微生物開展的基因組研究，不斷發現新的特殊酶基因及重要代謝過程和代謝產物生成相關的功能基因，並將其應用於生產以及傳統工業、工藝的改造，同時推動現代生物技術的迅速發展。
農業微生物基因組研究認清致病機制發展控制病害的新對策
據資料統計，全球每年因病害導致的農作物減產可高達20％，其中植物的細菌性病害最為嚴重。除了培植在遺傳上對病害有抗性的品種以及加強園藝管理外，似乎沒有更好的病害防治策略。因此積極開展某些植物致病微生物的基因組研究，認清其致病機制並由此發展控制病害的新對策顯得十分緊迫。
經濟作物柑橘的致病菌是國際上第一個發表了全序列的植物致病微生物。還有一些在分類學、生理學和經濟價值上非常重要的農業微生物，例如：胡蘿卜歐文氏菌、植物致病性假單胞菌以及我國正在開展的黃單胞菌的研究等正在進行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也剛剛測定完成。借鑒已經較為成熟的從人類病原微生物的基因組學信息篩選治療性葯物的方案，可以嘗試性地應用到植物病原體上。特別像柑橘的致病菌這種需要昆蟲媒介才能完成生活周期的種類，除了殺蟲劑能阻斷其生活周期以外，只能通過遺傳學研究找到毒力相關因子，尋找抗性靶位以發展更有效的控制對策。固氮菌全部遺傳信息的解析對於開發利用其固氮關鍵基因提高農作物的產量和質量也具有重要的意義。
環境保護微生物基因組研究找到關鍵基因降解不同污染物
在全面推進經濟發展的同時，濫用資源、破壞環境的現象也日益嚴重。面對全球環境的一再惡化，提倡環保成為全世界人民的共同呼聲。而生物除污在環境污染治理中潛力巨大，微生物參與治理則是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有機物；還能處理工業廢水中的磷酸鹽、含硫廢氣以及土壤的改良等。微生物能夠分解纖維素等物質，並促進資源的再生利用。對這些微生物開展的基因組研究，在深入了解特殊代謝過程的遺傳背景的前提下，有選擇性的加以利用，例如找到不同污染物降解的關鍵基因，將其在某一菌株中組合，構建高效能的基因工程菌株，一菌多用，可同時降解不同的環境污染物質，極大發揮其改善環境、排除污染的潛力。美國基因組研究所結合生物晶元方法對微生物進行了特殊條件下的表達譜的研究，以期找到其降解有機物的關鍵基因，為開發及利用確定目標。
極端環境微生物基因組研究深入認識生命本質應用潛力極大
在極端環境下能夠生長的微生物稱為極端微生物，又稱嗜極菌。嗜極菌對極端環境具有很強的適應性，極端微生物基因組的研究有助於從分子水平研究極限條件下微生物的適應性，加深對生命本質的認識。
有一種嗜極菌，它能夠暴露於數千倍強度的輻射下仍能存活，而人類一個劑量強度就會死亡。該細菌的染色體在接受幾百萬拉德a射線後粉碎為數百個片段，但能在一天內將其恢復。研究其DNA修復機制對於發展在輻射污染區進行環境的生物治理非常有意義。開發利用嗜極菌的極限特性可以突破當前生物技術領域中的一些局限，建立新的技術手段，使環境、能源、農業、健康、輕化工等領域的生物技術能力發生革命。來自極端微生物的極端酶，可在極端環境下行使功能，將極大地拓展酶的應用空間，是建立高效率、低成本生物技術加工過程的基礎，例如PCR技術中的TagDNA聚合酶、洗滌劑中的鹼性酶等都具有代表意義。極端微生物的研究與應用將是取得現代生物技術優勢的重要途徑，其在新酶、新葯開發及環境整治方面應用潛力極大。
微生物在整個生命世界中的地位!
當人類在發現和研究微生物之前，把一切生物分成截然不同的兩大界－動物界和植物界。隨著人們對微生物認識的逐步深化，從兩界系統經歷過三界系統、四界系統、五界系統甚至六界系統，直到70年代後期，美國人Woese等發現了地球上的第三生命形式－古菌，才導致了生命三域學說的誕生。該學說認為生命是由古菌域（Archaea）、細菌域（Bacteria）和真核生物域（Eucarya）所構成。在圖示「生物的系統進化樹」中，左側的黃色分枝是細菌域；中間的褐色和紫色分枝是古菌域；右側的綠色分枝是真核生物域。
古菌域包括嗜泉古菌界（Crenarchaeota）、廣域古菌界（Euryarchaeota）和初生古菌界（Korarchaeota）；細菌域包括細菌、放線菌、藍細菌和各種除古菌以外的其它原核生物；真核生物域包括真菌、原生生物、動物和植物。除動物和植物以外，其它絕大多數生物都屬微生物范疇。由此可見，微生物在生物界級分類中佔有特殊重要的地位。
生命進化一直是人們關注的熱點。Brown等依據平行同源基因構建的「Cenancestor」生命進化樹，認為生命的共同祖先Cenancestor是一個原生物。原生物在進化過程中產生兩個分支，一個是原核生物（細菌和古菌），一個是原真核生物，在之後的進化過程中細菌和古菌首先向不同的方向進化，然後原真核生物經吞食一個古菌，並由古菌的DNA取代寄主的RNA基因組而產生真核生物。
從進化的角度，微生物是一切生物的老前輩。如果把地球的年齡比喻為一年的話，則微生物約在3月20日誕生，而人類約在12月31日下午7時許出現在地球上。
微生物的特點
1.個體微小，結構簡單
在形態上，個體微小，肉眼看不見，需用顯微鏡觀察，細胞大小以微米和納米計量。
2.繁殖快
生長繁殖快，在實驗室培養條件下細菌幾十分鍾至幾小時可以繁殖一代。
3.代謝類型多，活性強。
4.分布廣泛
有高等生物的地方均有微生物生活，動植物不能生活的極端環境也有微生物存在。
5.數量多
在局部環境中數量眾多，如每克土壤含微生物幾千萬至幾億個。
6.易變異
相對於高等生物而言，較容易發生變異。在所有生物類群中，已知微生物種類的數量僅次於被子植物和昆蟲。微生物種內的遺傳多樣性非常豐富。
所以微生物是很好的研究對象，具有廣泛的用途。
微生物的作用
微生物對人類最重要的影響之一是導致傳染病的流行。在人類疾病中有50％是由病毒引起。世界衛生組織公布資料顯示：傳染病的發病率和病死率在所有疾病中占據第一位。微生物導致人類疾病的歷史，也就是人類與之不斷斗爭的歷史。在疾病的預防和治療方面，人類取得了長足的進展，但是新現和再現的微生物感染還是不斷發生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治療葯物。一些疾病的致病機制並不清楚。大量的廣譜抗生素的濫用造成了強大的選擇壓力，使許多菌株發生變異，導致耐葯性的產生，人類健康受到新的威脅。一些分節段的病毒之間可以通過重組或重配發生變異，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都與前次導致感染的株型發生了變異，這種快速的變異給疫苗的設計和治療造成了很大的障礙。而耐葯性結核桿菌的出現使原本已近控制住的結核感染又在世界范圍內猖獗起來。
微生物千姿百態，有些是腐敗性的，即引起食品氣味和組織結構發生不良變化。當然有些微生物是有益的，它們可用來生產如乳酪，麵包，泡菜，啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必須通過顯微鏡放大約1000 倍才能看到。比如中等大小的細菌，1000個疊加在一起只有句號那麼大。想像一下一滴牛奶，每毫升腐敗的牛奶中約有5千萬個細菌，或者講每誇脫牛奶中細菌總數約為50億。也就是一滴牛奶中可有含有50 億個細菌。
微生物能夠致病，能夠造成食品、布匹、皮革等發霉腐爛，但微生物也有有益的一面。最早是弗萊明從青黴菌抑制其它細菌的生長中發現了青黴素，這對醫葯界來講是一個劃時代的發現。後來大量的抗生素從放線菌等的代謝產物中篩選出來。抗生素的使用在第二次世界大戰中挽救了無數人的生命。一些微生物被廣泛應用於工業發酵，生產乙醇、食品及各種酶制劑等；一部分微生物能夠降解塑料、處理廢水廢氣等等，並且可再生資源的潛力極大，稱為環保微生物；還有一些能在極端環境中生存的微生物，例如：高溫、低溫、高鹽、高鹼以及高輻射等普通生命體不能生存的環境，依然存在著一部分微生物等等。看上去，我們發現的微生物已經很多，但實際上由於培養方式等技術手段的限制，人類現今發現的微生物還只佔自然界中存在的微生物的很少一部分。
微生物間的相互作用機制也相當奧秘。例如健康人腸道中即有大量細菌存在，稱正常菌群，其中包含的細菌種類高達上百種。在腸道環境中這些細菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物質甚至葯物的分解與吸收，菌群在這些過程中發揮的作用，以及細菌之間的相互作用機制還不明了。一旦菌群失調，就會引起腹瀉。
隨著醫學研究進入分子水平，人們對基因、遺傳物質等專業術語也日漸熟悉。人們認識到，是遺傳信息決定了生物體具有的生命特徵，包括外部形態以及從事的生命活動等等，而生物體的基因組正是這些遺傳信息的攜帶者。因此闡明生物體基因組攜帶的遺傳信息，將大大有助於揭示生命的起源和奧秘。在分子水平上研究微生物病原體的變異規律、毒力和致病性，對於傳統微生物學來說是一場革命。
以人類基因組計劃為代表的生物體基因組研究成為整個生命科學研究的前沿，而微生物基因組研究又是其中的重要分支。世界權威性雜志《科學》曾將微生物基因組研究評為世界重大科學進展之一。通過基因組研究揭示微生物的遺傳機制，發現重要的功能基因並在此基礎上發展疫苗，開發新型抗病毒、抗細菌、真菌葯物，將對有效地控制新老傳染病的流行，促進醫療健康事業的迅速發展和壯大!
從分子水平上對微生物進行基因組研究為探索微生物個體以及群體間作用的奧秘提供了新的線索和思路。為了充分開發微生物（特別是細菌）資源，1994年美國發起了微生物基因組研究計劃（MGP）。通過研究完整的基因組信息開發和利用微生物重要的功能基因，不僅能夠加深對微生物的致病機制、重要代謝和調控機制的認識，更能在此基礎上發展一系列與我們的生活密切相關的基因工程產品，包括：接種用的疫苗、治療用的新葯、診斷試劑和應用於工農業生產的各種酶制劑等等。通過基因工程方法的改造，促進新型菌株的構建和傳統菌株的改造，全面促進微生物工業時代的來臨。
工業微生物涉及食品、制葯、冶金、采礦、石油、皮革、輕化工等多種行業。通過微生物發酵途徑生產抗生素、丁醇、維生素C以及一些風味食品的制備等；某些特殊微生物酶參與皮革脫毛、冶金、採油采礦等生產過程，甚至直接作為洗衣粉等的添加劑；另外還有一些微生物的代謝產物可以作為天然的微生物殺蟲劑廣泛應用於農業生產。通過對枯草芽孢桿菌的基因組研究，發現了一系列與抗生素及重要工業用酶的產生相關的基因。乳酸桿菌作為一種重要的微生態調節劑參與食品發酵過程，對其進行的基因組學研究將有利於找到關鍵的功能基因，然後對菌株加以改造，使其更適於工業化的生產過程。國內維生素C兩步發酵法生產過程中的關鍵菌株氧化葡萄糖酸桿菌的基因組研究，將在基因組測序完成的前提下找到與維生素C生產相關的重要代謝功能基因，經基因工程改造，實現新的工程菌株的構建，簡化生產步驟，降低生產成本，繼而實現經濟效益的大幅度提升。對工業微生物開展的基因組研究，不斷發現新的特殊酶基因及重要代謝過程和代謝產物生成相關的功能基因，並將其應用於生產以及傳統工業、工藝的改造，同時推動現代生物技術的迅速發展。
據資料統計，全球每年因病害導致的農作物減產可高達20％，其中植物的細菌性病害最為嚴重。除了培植在遺傳上對病害有抗性的品種以及加強園藝管理外，似乎沒有更好的病害防治策略。因此積極開展某些植物致病微生物的基因組研究，認清其致病機制並由此發展控制病害的新對策顯得十分緊迫。
經濟作物柑橘的致病菌是國際上第一個發表了全序列的植物致病微生物。還有一些在分類學、生理學和經濟價值上非常重要的農業微生物，例如：胡蘿卜歐文氏菌、植物致病性假單胞菌以及中國正在開展的黃單胞菌的研究等正在進行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也剛剛測定完成。借鑒已經較為成熟的從人類病原微生物的基因組學信息篩選治療性葯物的方案，可以嘗試性地應用到植物病原體上。特別像柑橘的致病菌這種需要昆蟲媒介才能完成生活周期的種類，除了殺蟲劑能阻斷其生活周期以外，只能通過遺傳學研究找到毒力相關因子，尋找抗性靶位以發展更有效的控制對策。固氮菌全部遺傳信息的解析對於開發利用其固氮關鍵基因提高農作物的產量和質量也具有重要的意義。
在全面推進經濟發展的同時，濫用資源、破壞環境的現象也日益嚴重。面對全球環境的一再惡化，提倡環保成為全世界人民的共同呼聲。而生物除污在環境污染治理中潛力巨大，微生物參與治理則是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有機物；還能處理工業廢水中的磷酸鹽、含硫廢氣以及土壤的改良等。微生物能夠分解纖維素等物質，並促進資源的再生利用。對這些微生物開展的基因組研究，在深入了解特殊代謝過程的遺傳背景的前提下，有選擇性的加以利用，例如找到不同污染物降解的關鍵基因，將其在某一菌株中組合，構建高效能的基因工程菌株，一菌多用，可同時降解不同的環境污染物質，極大發揮其改善環境、排除污染的潛力。美國基因組研究所結合生物晶元方法對微生物進行了特殊條件下的表達譜的研究，以期找到其降解有機物的關鍵基因，為開發及利用確定目標。
在極端環境下能夠生長的微生物稱為極端微生物，又稱嗜極菌。嗜極菌對極端環境具有很強的適應性，極端微生物基因組的研究有助於從分子水平研究極限條件下微生物的適應性，加深對生命本質的認識。
有一種嗜極菌，它能夠暴露於數千倍強度的輻射下仍能存活，而人類一個劑量強度就會死亡。該細菌的染色體在接受幾百萬拉德a射線後粉碎為數百個片段，但能在一天內將其恢復。研究其DNA修復機制對於發展在輻射污染區進行環境的生物治理非常有意義。開發利用嗜極菌的極限特性可以突破當前生物技術領域中的一些局限，建立新的技術手段，使環境、能源、農業、健康、輕化工等領域的生物技術能力發生革命。來自極端微生物的極端酶，可在極端環境下行使功能，將極大地拓展酶的應用空間，是建立高效率、低成本生物技術加工過程的基礎，例如PCR技術中的TagDNA聚合酶、洗滌劑中的鹼性酶等都具有代表意義。極端微生物的研究與應用將是取得現代生物技術優勢的重要途徑，其在新酶、新葯開發及環境整治方面應用潛力極大。