當(dāng)代微生物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)

1、當(dāng)代微生物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)代微生物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)代微生物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)代微生物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì),一方面就是由于分子生物學(xué)新技術(shù)不斷出現(xiàn) ,使得微生物學(xué)研究得以迅速向縱深發(fā)展,已從細(xì)胞水平、酶學(xué)水平逐漸進(jìn)入到基因水平、分子水平與后基因組水平。另一方面就是大大拓寬了微生物學(xué)的宏觀研究領(lǐng)域 , 與其她生命科學(xué)與技術(shù)、其她學(xué)科交叉、綜合形成許多新的學(xué)科發(fā)展點(diǎn)甚至孕育新的分支學(xué)科。近 20 30 年來(lái) ,微生物學(xué)研究中分子生物技術(shù)與方法的運(yùn)用,已使微生物學(xué)迅速豐富著新理論、 新發(fā)現(xiàn)、 新技術(shù)與新成果。 c、 woese 1977 年提出并建立了細(xì)菌 ( bacteria )、古菌 (archaea) 與真核生

2、物 ( eucarya )并列的生命三域的理論 ,揭示了古細(xì)菌在生物系統(tǒng)發(fā)育中的地位 ,創(chuàng)立了利用分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行在分子與基因水平上進(jìn)行分類(lèi)鑒定的理論與技術(shù)。微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、生理生化與遺傳學(xué)研究的結(jié)合,已經(jīng)進(jìn)入到基因與分子水平 ,即在基因與分子水平上研究了微生物分化的基因調(diào)控 ,分子信號(hào)物質(zhì)及其作用機(jī)制 ,生物大分子物質(zhì)裝配成細(xì)胞器過(guò)程的基因調(diào)控 ,催化各種生理生化反應(yīng)的酶的基因及其組成、表達(dá)與調(diào)控,闡明了蛋白質(zhì)生物合成機(jī)制,建立了酶生物合成與活性調(diào)節(jié)模式,探查了許多核酸序列,構(gòu)建了100 多種微生物的基因核酸序列圖譜。如大腸桿菌( escheriachia coli ) 的基因圖譜早

3、已繪出, 1/3 多的基因產(chǎn)物已完成了生化研究,當(dāng)代微生物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)80 的代謝途徑已有了解,染色體復(fù)制模式及調(diào)控方式已基本闡明 ,對(duì)許多操縱子的主要特征已有描述,對(duì)大腸桿菌細(xì)胞高分子的合成已探明,并可以在試管中模擬,即進(jìn)入了后基因組時(shí)期。對(duì)固氮酶合成基因及其活性已構(gòu)建了調(diào)節(jié)模式,并在基因與分子水平上揭示了根瘤菌 豆科植物共生固氮體系中根瘤菌與豆科植物相互識(shí)別、共建有效根瘤及其調(diào)節(jié)。dna重組技術(shù)的出現(xiàn)為構(gòu)建具有特殊功能的基因工程菌提供了令人興奮的成果與良好的前景,已實(shí)現(xiàn)了利用基因工程微生物大量生產(chǎn)人工胰島素、干擾素與生長(zhǎng)素等貴重藥物,形成了一個(gè)嶄新的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。目前正有許多研究利用dna

4、重組技術(shù)改良與創(chuàng)建微生物新品種。微生物生態(tài)學(xué)的研究不僅拓寬了原有的土壤、污水、水域、地礦等環(huán)境并進(jìn)入了宇宙空間與深入到微生物賴以生存的為環(huán)境 ,而且極大地關(guān)注了極端環(huán)境下的微生物生命活動(dòng),闡明了這些極端環(huán)境微生物具備的其她生物所沒(méi)有的性狀,形成了一個(gè)生命科學(xué)中的嶄新領(lǐng)域,為生命的起源、 進(jìn)化與系統(tǒng)發(fā)育的探索與闡明提供了大量有用的證據(jù),也極大的豐富了自然界微生物種的多樣性。微生物作為環(huán)境污染物的清道夫與污染受損環(huán)境的生物修復(fù)者,它們對(duì)于部分污染物尤其就是含芳香環(huán)的難降解物的分解與降解 ,也已從質(zhì)粒、降解酶基因水平上加以闡明。微生物學(xué)的研究將日益重視微生物特有的生命現(xiàn)象。如極端當(dāng)代微生物學(xué)的發(fā)展趨

5、勢(shì)環(huán)境中的生存能力 ,特異的代謝途徑與功能 ,化能營(yíng)養(yǎng)、厭氧生活、生物固氮 ,不放氧光合作用等 ,對(duì)于這些生命過(guò)程中物質(zhì)與能量運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的闡明將會(huì)給人們展示一個(gè)誘人的應(yīng)用前景。由于微生物具有獨(dú)特與高效的生物轉(zhuǎn)化能力與產(chǎn)生多種多樣的有用的代謝產(chǎn)物 ,為人類(lèi)的生存與社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步創(chuàng)造難以估量的財(cái)富 ,因此發(fā)展與促進(jìn)微生物生物技術(shù)的應(yīng)用即微生物產(chǎn)業(yè)化,如微生物疫苗、 微生物藥品制劑、微生物食品、微生物保健品、可降解性微生物制品 ,等等 ,將就是世界性的生物科學(xué)熱點(diǎn) ,會(huì)得到極大的發(fā)展。因此 ,根據(jù)21 世紀(jì)生命科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)與研究熱點(diǎn),在目前已對(duì)少數(shù)微生物構(gòu)建遺傳物理圖譜的基礎(chǔ)上 ,將會(huì)全面展開(kāi)微

6、生物基因組學(xué)與后基因組學(xué)的研究。微生物基因組的研究必將明顯的促進(jìn)生物信息學(xué)的發(fā)展與包括比較生物學(xué)、分子進(jìn)化學(xué)與分子生態(tài)學(xué)在內(nèi)的生物學(xué)研究新時(shí)代的到來(lái)。對(duì)具有某種意義的微生物種、菌株進(jìn)行全基因組的序列分析、功能分析與比較分析 ,明確其結(jié)構(gòu)、 表型、功能與進(jìn)化等之間的相互關(guān)系。闡明微生物與微生物之間、微生物與其她生物之間、微生物與環(huán)境因素之間相互作用的分子機(jī)理及其控制本質(zhì)基因機(jī)制 ,將會(huì)極大發(fā)展微生物分子生態(tài)學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)、細(xì)胞微生物學(xué)、微生物資源學(xué)的發(fā)展。微生物學(xué)的研究技術(shù)與方法也將會(huì)在吸收其她學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上 ,向自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)化、定向化與定量化發(fā)展,當(dāng)代微生物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)微生物信息學(xué)正在孕育中。技術(shù)上的重大突破,促使生物科學(xué)獲得前所未有的高速度發(fā)展,開(kāi)辟斬新的研究領(lǐng)域,進(jìn)入新的研究深度。使發(fā)育分子生物學(xué)、神經(jīng)分子生物學(xué)、分子細(xì)胞學(xué)、分子生理學(xué)、分子生態(tài)與進(jìn)化等學(xué)科領(lǐng)域的逢勃發(fā)展。為改造生物提供強(qiáng)有力的手段,從而使得在分子水平上得新設(shè)計(jì)、改造與創(chuàng)建新的生物形態(tài)與新的生物物種成為可能?；蚬こ痰膽?yīng)用范圍可以擴(kuò)大到食品、化工、環(huán)保、采礦、冶煉、材料、能源等眾多領(lǐng)域,具有誘人的開(kāi)發(fā)前景