uncultured microorganism

定義：自然狀態(tài)下存在，而應(yīng)用目前人工培養(yǎng)技術(shù)尚不能分離培養(yǎng)的微生物。

學(xué)科：微生物學(xué)_微生物生態(tài)學(xué)

相關(guān)名詞：代謝產(chǎn)物 豐度 原位培養(yǎng) 宏基因組學(xué)

圖片來源：視覺中國(guó)

【延伸閱讀】

微生物是地球上最豐富的細(xì)胞生命形式，它們?cè)陉懙睾退h(huán)境中的細(xì)胞數(shù)量超過了5×10³⁰個(gè)，這比動(dòng)植物細(xì)胞的總和還多至少2到3個(gè)數(shù)量級(jí)。從科赫發(fā)明平板分離法至今的一百多年中，人們已經(jīng)利用傳統(tǒng)培養(yǎng)法分離了成千上萬種微生物，然而目前可培養(yǎng)微生物預(yù)計(jì)僅占微生物種類的不到1%，大部分微生物是應(yīng)用目前的培養(yǎng)技術(shù)尚不能分離培養(yǎng)的未培養(yǎng)微生物。

存在未培養(yǎng)微生物的原因有很多方面，目前被認(rèn)可的主要包括：

1.培養(yǎng)基或培養(yǎng)條件不完善，因此無法提供目的微生物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)需求及培養(yǎng)條件。

2.與微生物的生理狀態(tài)有關(guān)，有些微生物處在存活但不可培養(yǎng)狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)條件不能使這些微生物復(fù)蘇。

3.微生物在自然生長(zhǎng)狀態(tài)下可能存在相互依賴的關(guān)系，例如一個(gè)微生物物種的代謝產(chǎn)物可能是其他微生物的生長(zhǎng)必須條件，實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)如果破壞了這些微生物之間的依賴關(guān)系，無疑會(huì)增加微生物的培養(yǎng)難度。

4.有些微生物在自然界中豐度較低，且生長(zhǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力弱，造成實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的失敗。

5.部分寡營(yíng)養(yǎng)或生長(zhǎng)緩慢的微生物生長(zhǎng)速率低，在培養(yǎng)時(shí)間短或檢測(cè)手段不夠靈敏的情況下，其生長(zhǎng)往往被忽略，表現(xiàn)為“未培養(yǎng)”狀態(tài)。隨著研究的不斷深入，更多的未培養(yǎng)微生物不可培養(yǎng)的原因也在陸續(xù)被揭示。

人類社會(huì)的快速發(fā)展使人們對(duì)微生物資源的需求日益增加，改變微生物不可培養(yǎng)的現(xiàn)象被認(rèn)為是微生物學(xué)的重要問題，微生物學(xué)家通過兩種策略試圖去描述、接近和利用未培養(yǎng)微生物。一種策略是開發(fā)新的培養(yǎng)方法對(duì)未培養(yǎng)微生物進(jìn)行分離，例如原位培養(yǎng)、微流控培養(yǎng)、絕跡稀釋培養(yǎng)等；另一種策略是跨越微生物培養(yǎng)過程，直接通過“迷失”微生物的基因去挖掘它們的信息和產(chǎn)物，例如宏基因組學(xué)技術(shù)等。

微生物是一把雙刃劍，對(duì)人類健康、工農(nóng)業(yè)發(fā)展等都有著重要影響，其中蘊(yùn)含著許多需要深入挖掘的資源，對(duì)未培養(yǎng)微生物的研究將使人們觸及豐富的微生物多樣性，給人類發(fā)展帶來新的機(jī)遇。

（延伸閱讀作者：東北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授 李凡）

責(zé)任編輯：張鵬輝