当代微生物学的发展方向与趋势

综观当代微生物学的发展趋势，一方面是由于分子生物学新技术不断出现，使得微生物学研究得以迅速向纵深发展，从细胞水平、酶学水平逐渐进入基因水平、分子水平和后基因组水平；另一方面是大大拓宽了微生物学的宏观研究领域，与其他生命科学和技术、其他学科交叉，综合形成了许多新的学科发展点甚至孕育了新的分支学科。近二三十年来，微生物学研究中分子生物技术与方法的运用，已使微生物学迅速丰富了新理论、新发现、新技术和新成果。C.Woese 于1977年提出并建立了细菌（bacteria）、古菌（archaea）和真核生物（eucarya）并列的生命三域的理论，揭示了古菌在生物系统发育中的地位，创立了利用分子生物学原理在分子和基因水平上进行分类鉴定的理论与技术。而到如今，微生物细胞结构与功能、生理生化与遗传学研究的结合，已经进入到基因和分子水平，即在基因和分子水平上研究微生物分化的基因调控，分子信号物质及其作用机制，生物大分子物质装配成细胞器过程的基因调控，催化各种生理生化反应的酶的基因及其组成、表达和调控，等等。阐明了蛋白质的生物合成机制，建立了酶生物合成和活性调节模式，探查了许多核酸序列，构建了400 多种微生物的基因核酸序列图谱。DNA 重组技术的出现为构建具有特殊功能的基因工程菌提供了令人兴奋的成果和良好的前景，已实现了利用微生物基因工程大量生产人工胰岛素、干扰素、生长素及其他贵重和急需的药物，正在形成一个崭新的生物技术产业。目前正有许多研究者利用DNA 重组技术来改良和创建微生物新品种。

微生物生态学的研究，不仅拓宽了原有的土壤、污水、水域、地矿等环境，并进入了宇宙空间和深入到微生物赖以生存的微环境，而且让人们进一步地关注极端环境下的微生物生命活动，阐明了这些极端环境微生物具备而其他生物所没有的性状，形成了一个生命科学中的崭新领域，为生命的起源、进化和系统发育的探索和阐明提供了大量有价值的证据，也极大地丰富了自然界微生物种的多样性。微生物作为环境污染物的“清道夫”和污染受损环境的生物修复者，它们对于部分污染物尤其是含芳香环的难降解物的分解和降解，也已从质粒、降解酶基因水平上被阐明。

微生物学的研究将日益重视微生物特有的生命现象。如极端环境中的生存能力、特异的代谢途径和功能，化能营养、厌氧生活、生物固氮、不放氧光合作用等，对于这些生命过程中物质和能量运动基本规律的阐明将会给人们展示一个诱人的应用前景。微生物具有独特和高效的生物转化能力，并能产生多种多样的有用的代谢产物，这将为人类的生存和社会的发展进步创造难以估量的理论与物质的财富。因此发展和促进微生物生物技术的应用即微生物产业化，如微生物疫苗、微生物药品制剂、微生物食品、微生物保健品、可降解性微生物制品等等，将是世界性的生物科学热点，正得到极大的发展。

根据21世纪生命科学的发展趋势和研究热点，在目前已对少数微生物构建遗传物理图谱的基础上，将会全面展开微生物基因组学和后基因组学的研究。微生物基因组的研究必将明显地促进生物信息学的发展和包括比较生物学、分子进化学和分子生态学在内的生物学研究新时代的到来。对具有某种意义的微生物种、菌株进行全基因组的序列分析、功能分析和比较分析，明确其结构、表型、功能和进化等之间的相互关系，阐明微生物与微生物之间、微生物与其他生物之间、微生物与环境因素之间相互作用的分子机理及其控制的基因机制，将会极大地发展微生物分子生态学、环境微生物学、细胞微生物学、微生物资源学、微生物系统发育学等各个新兴学科。(www.xing528.com)

微生物学的研究技术和方法也将会在吸收其他学科先进技术的基础上，向自动化、计算机化、定向化和定量化发展。微生物信息学正在迅速孕育发展中，技术上的重大突破使微生物学获得前所未有的高速发展，并开辟崭新的研究领域，进入新的研究深度，为改造微生物提供强有力的手段，从而使得在分子水平上设计、改造和创建新的微生物物种成为可能。微生物基因工程的应用范围可以扩大到食品、化工、环保、采矿、冶炼、材料、能源等众多领域，因而具有诱人的开发前景，每一项都是前无古人的崭新工作。

21世纪是生命科学的世纪，生命科学中最活跃的微生物学无疑将有极大的突破性发展，对于推动人类文明的发展进步和人类的可持续生存与发展具有重要影响。