時間：2022-12-04 23:29:39
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇微生物，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞：藥品微生物 食品微生物
新組建的國家食品藥品監(jiān)督管理總局，對生產(chǎn)、流通、消費環(huán)節(jié)的食品安全和藥品的安全性、有效性實施統(tǒng)一監(jiān)督管理。食品藥品檢驗所的檢驗人員，由先前的單一藥品檢驗改為食品、藥品全部檢驗。只有發(fā)現(xiàn)并掌握二者檢驗的異同，才能更好的開展檢驗工作。本文對日常工作中發(fā)現(xiàn)的藥品微生物限度檢查和食品微生物檢驗的異同，作如下概述。
1.檢驗標(biāo)準(zhǔn)
1.1藥品 《中華人民共和國藥典》2010年版 一部/二部 微生物限度檢查法。
1.2食品 《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)》食品微生物學(xué)檢驗。
1.3比較 藥品標(biāo)準(zhǔn)近些年來五年更新一個版本，為能及時反映當(dāng)前科學(xué)發(fā)展水平，通常在新版藥典出版之后，下一版藥典出版之前出版增補本。食品標(biāo)準(zhǔn)無固定更新周期。
2.實驗室環(huán)境
2.1藥品 微生物限度檢查應(yīng)在環(huán)境潔凈度10000級下的局部潔凈度100級的單向流空氣區(qū)域內(nèi)進行。檢驗全過程必須嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作，防止再污染，防止污染的措施不得影響供試品中微生物的檢出。單向流空氣區(qū)域、工作臺面及環(huán)境應(yīng)定期按《醫(yī)藥工業(yè)潔凈室（區(qū)）懸浮粒子、浮游菌和沉降菌的測試方法》的現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)進行潔凈度驗證。[1]微生物限度檢查應(yīng)有單獨的潔凈實驗室，每個潔凈實驗室應(yīng)有獨立的凈化空氣系統(tǒng)。涉及實驗室監(jiān)控菌株的分離鑒定、樣品陽性菌株的分離分析、方法驗證中的陽性菌操作等實驗活動，應(yīng)在專門的陽性菌實驗室進行。陽性菌操作不得在供試品檢驗用潔凈實驗室內(nèi)進行。[2]
2.2食品 實驗室環(huán)境不影響檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，布局應(yīng)采用單方向工作流程，避免交叉污染。實驗室內(nèi)環(huán)境的溫度、濕度、照度、噪聲和潔凈度等應(yīng)符合工作要求。一般樣品檢驗應(yīng)在潔凈區(qū)域進行，潔凈區(qū)域應(yīng)有明顯的標(biāo)示。病原微生物分離鑒定工作應(yīng)在二級生物安全實驗室進行。[3]
2.3比較 二者對陽性菌和病原微生物的實驗室環(huán)境都有嚴(yán)格的限制。藥品微生物限度檢查對環(huán)境潔凈度、懸浮粒子、浮游菌和沉降菌有明確的要求，而食品沒有要求。
3.培養(yǎng)基
3.1藥品 藥品微生物限度檢查用的培養(yǎng)基應(yīng)進行培養(yǎng)基的適用性檢查，計數(shù)測定用培養(yǎng)基進行促生長能力的檢查，控制菌檢查用培養(yǎng)基進行促生長能力、抑制能力及指示能力的檢查。
3.2食品 培養(yǎng)基的制備和質(zhì)量控制按照GB/T 4789.28的規(guī)定執(zhí)行。
3.3比較 培養(yǎng)基質(zhì)量是影響微生物檢驗結(jié)果的重要環(huán)節(jié)，藥品對培養(yǎng)基有適用性檢查，食品對培養(yǎng)基有質(zhì)量控制。二者計數(shù)所用的培養(yǎng)基也有區(qū)別，應(yīng)當(dāng)引起注意，如藥品細菌計數(shù)一般用營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基，食品菌落總數(shù)測定用平板計數(shù)培養(yǎng)基；藥品霉菌及酵母菌計數(shù)用玫瑰紅鈉培養(yǎng)基，食品霉菌和酵母計數(shù)用孟加拉紅培養(yǎng)基。
4.抽（采）樣
4.1藥品 一般采用隨機抽樣方法，其抽樣量應(yīng)為檢驗用量（2個以上最小包裝單位）的3-5倍。抽樣時，凡發(fā)現(xiàn)有異常或可疑的樣品，應(yīng)選取有疑問的樣品，機械損傷、明顯破裂的包裝不得作為樣品。凡能從藥品、瓶口（外蓋內(nèi)側(cè)及瓶口周圍）外觀看出長螨、發(fā)霉、蟲蛀及變質(zhì)的藥品，可直接判為不合格品，無需再抽樣檢驗。
4.2食品 食品的采樣應(yīng)根據(jù)檢驗?zāi)康摹⑹称诽攸c、批量、檢驗方法、微生物的危害程度等確定采樣方案。采樣方案分為二級和三級采樣方案。應(yīng)采用隨機原則進行采樣，確保所采集的樣品具有代表性。
4.3比較 食品與藥品對抽（采）樣都有明確的要求。食品的采樣更加復(fù)雜和嚴(yán)格。不同類型的食品的有不同的采樣方案，采樣過程遵循無菌操作程序，防止一切可能的外來污染，樣品在保存和運輸?shù)倪^程中，應(yīng)采取必要的措施防止樣品中原有微生物的數(shù)量變化，保持樣品的原有狀態(tài)。
5.方法驗證
5.1藥品 當(dāng)建立產(chǎn)品的微生物限度檢查法時，應(yīng)進行細菌、霉菌及酵母菌計數(shù)方法和控制菌檢查方法的驗證，以確認所采用的方法適合于該產(chǎn)品的檢查。若產(chǎn)品的組分或原檢驗條件發(fā)生改變可能影響檢驗結(jié)果時，技術(shù)方法應(yīng)重新驗證。
5.2食品 食品標(biāo)準(zhǔn)中沒有方法學(xué)驗證實驗的規(guī)定。
5.2比較 微生物檢驗結(jié)果易受實驗條件的影響，特別是樣品中含有對微生物生長有抑制作用組分時，影響尤為突出。進行微生物檢驗時，應(yīng)保證在檢驗條件下的樣品濃度不足以抑制污染微生物的生長，確保檢驗結(jié)果的有效和準(zhǔn)確。食品微生物檢驗由于沒有引入方法學(xué)驗證，若加工過程中添加防腐劑等抑制微生物生長的添加劑，可能會影響食品本身所含微生物的檢出，對檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。
6.動物實驗
6.1藥品 控制菌檢查標(biāo)準(zhǔn)中無做動物實驗的規(guī)定。
6.2食品 某些致病菌的檢驗需要做動物實驗，如：致瀉大腸埃希氏菌、肉毒梭菌、椰毒假單胞菌酵米面亞種、單核細胞增生李斯特氏菌。
6.3比較 動物實驗對檢驗者的操作技能要求較高，動物實驗的開展對評估致病菌對人體危害具有重要意義。
7.儀器設(shè)備
7.1藥品 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定生化實驗用傳統(tǒng)方法。
7.2食品 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定生化實驗可用傳統(tǒng)方法或全自動微生物生化鑒定系統(tǒng)。
7.3比較 微生物檢驗中的生化實驗對檢驗者的操作技能要求較高，全自動微生物生化鑒定系統(tǒng)提高了鑒定水平，提升了檢驗效率和質(zhì)量。
8.總結(jié)
通過對比食品和藥品微生物檢驗各方面，可以發(fā)現(xiàn)二者既有相同點又有各自的特點。如藥品的方法驗證和標(biāo)準(zhǔn)按時更新是食品所沒有的，食品的全自動微生物生化檢定系統(tǒng)和動物實驗是藥品所沒有的。如果二者在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中能相互借鑒，取長補短，二者的檢驗?zāi)芨弦粋€新臺階。作為食品藥品檢驗人員，要掌握二者的異同，以便更好的開展檢驗工作，保障人民的食品用藥安全。
參考文獻：
[1]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典（一部）[S].中國醫(yī)藥科技出版社，2010，附錄：附錄Ⅷ C 79-88.
從傳統(tǒng)生物學(xué)來看，天上的云已超出了生物學(xué)家的視野，由于空氣過于稀薄，長期以來，大家都認為，云中不可能存在任何生命形式。然而，漢密爾頓卻不這樣看。他將一朵朵云彩想象成充滿了各種生命體的河流。1997年，漢密爾頓將自己的云理論傳授給了諾里奇大學(xué)的博士生蒂莫西?林頓，兩人一起合作，探討微生物進入云中的可能性。
這一理論起始于海洋中稠密的微生物。當(dāng)海洋中的微生物種群變得過于擁擠時，能夠逃出這種不利環(huán)境的微生物將獲得生存優(yōu)勢。然而，這些微生物是如何逃出去的呢?它們能否“飛”進云中，乘著云霧來到更適宜它們生長的新環(huán)境中呢?單細胞生物似乎擁有這種能力。漢密爾頓認為，微生物能產(chǎn)生一種導(dǎo)致云形成的化學(xué)物質(zhì)，它們乘著這些云飛行，然后產(chǎn)生第二種化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物能促使云生成雨或雪，從而將它們帶回到地面。這一觀點聽起來更像是一種適合兒童閱讀的童話，而不像科學(xué)理論。盡管想象過于奇特，漢密爾頓和林頓還是于1998年發(fā)表了他們的論文。
云中存在微生物的觀點并非完全陌生。早期生物學(xué)家曾做過這方面的實驗，他們將一個玻璃瓶從飛機窗口伸出去，然后返回地面，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，玻璃瓶里充滿了微生物。然而，漢密爾頓和林頓的觀點新奇之處在于：為適應(yīng)環(huán)境，微生物通過自然選擇進化出了造云的能力，就像海貍進化出建造池塘的能力一樣。
漢密爾頓和林頓的論文具有超前性。文中提出的問題對于微生物學(xué)家來說有些過大，對于氣象學(xué)家來說太生物化，對于海洋學(xué)家來說太過氣象化。實際上，沒有一個人能夠了解云霧究竟由哪些成分組成，即便是漢密爾頓和林頓也不完全知曉。
漢密爾頓去世后，為了紀(jì)念這位富于冒險精神和獨創(chuàng)精神的進化生物學(xué)家，他的朋友和追隨者將他的云論作為一種新奇觀點來討論，隨后便被大家置之不理。然而，有意思的事情發(fā)生了。漢密爾頓死后不久，科學(xué)家們開始檢驗他的云論。首先檢驗了云中含有大量微生物的觀點，科學(xué)家們從云中提取了許多樣品，將其進行冷凍，然后進行現(xiàn)代基因分析。最后他們發(fā)現(xiàn)，每個樣品都充滿了蛋白質(zhì)和DNA，這意味著云中的確存在生命。在云霧中，平均每毫升水分含有數(shù)萬個活細胞。當(dāng)然，與相同容量的池塘水相比顯然要少得多，但它仍遠遠超出了大家先前的預(yù)料。水藻、細菌和各種真菌不僅乘云飛行，而且實際上就生活在云里面，它們在這里生息、繁衍，以云里的有機酸、醇類、硫磺和氮為食。近年來發(fā)現(xiàn)，有3種細菌一路扶搖直上，進入了平流層。平流層距離地面有12英里之遙，不僅位置高，更要命的是，這里的空氣極其稀薄，云量也最少。這3種細菌除了生活在平流層中，在任何一個地方都沒有發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡，這樣就留下了一個未解之謎：某些物種可能只適合生活在云中。按照漢密爾頓的觀點，云霧是這些微生物的生物王國，而梭羅將云霧形象地稱為“飄動的空氣牧場”。
漢密爾頓和林頓假說的關(guān)鍵之處，不是簡單地指出云里生活著微生物，而是這些微生物已進化出一種與眾不同的特殊適應(yīng)能力，它們長出了微小的化學(xué)“翅膀”，從而將它們帶到了這里。生活在森林和沙漠中的微生物不需要進行任何適應(yīng)性進化就可來到云端。風(fēng)、沙塵暴、大火和雷電足可以將它們吹向空中。但對于海洋微生物來說，要到達云端首先必須逃脫水的表面張力，這不是一件容易做到的事。然而，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，云霧里仍充滿了這種微小的海洋微生物。
漢密爾頓和林頓猜想，海洋微生物以及其他單細胞生物利用被大風(fēng)卷起的浪端白沫中的上升氣泡“飛”入空中。現(xiàn)在已經(jīng)知道，這種氣泡在上升過程中不斷“吞噬”細菌和其他單細胞生物。一個氣泡聚集的微生物密度是其周圍微生物密度的數(shù)百倍。一旦到達水面，微生物會因氣泡爆裂而被噴進空中。或許這種爆發(fā)力足以將微生物送入天空，然而，漢密爾頓和林頓認為，這種推力還不夠，應(yīng)該還有其他推動力量。
他們知道，海洋微生物(尤其是海藻)能產(chǎn)生一種二甲基硫醚(DMS)，這是一種細菌代謝副產(chǎn)品，易燃，不溶于水。此外，他們還知道，由海洋微生物生成的二甲基硫醚能啟動云的形成過程。云中微生物產(chǎn)生二甲基硫醚分子，而二甲基硫醚可以促進水分子冷凝，形成冷凝液。對于這一觀點目前沒有太多爭論，問題是微生物的基因能否通過產(chǎn)生二甲基硫醚讓自己受益?能產(chǎn)生更多二甲基硫醚的微生物被拋入空中后能否獲得更好的生存機會?還有，這些微生物進入云端后能否被輸送到一片更適合它們生長的海域，并讓其子孫受益?漢密爾頓和林頓認為完全可以。他們還猜測，二甲基硫醚就像某種運載工具，當(dāng)微生物需要進入空中時，這些化學(xué)物可以將其送上云端，這就是他們認為的第二種推力。
微生物進入云中后，它們是如何落下來的呢?迄今為止，除了3種新發(fā)現(xiàn)細菌只生活在平流層外，絕大部分飛翔在我們頭頂上的微生物都需要落到地面上繁衍后代。漢密爾頓和林頓認為，云中微生物會產(chǎn)生第二種化合物，一種能促使周圍水分結(jié)冰的蛋白質(zhì)。被冰凍起來的微生物自由降落到地面，如果一切順利，冰最終會融化，微生物會生長、分裂。
1976年，大衛(wèi)?桑德斯受聘于蒙大拿州立大學(xué)，這一年蒙州爆發(fā)了小麥病原菌。這種細菌能產(chǎn)生一種可提高水的冰點的蛋白質(zhì)，以相對較高的溫度致使植物的葉子遭受霜凍害。遭受凍害的植物細胞會爆裂，某些細菌就趁機吞噬細胞里的物質(zhì)。桑德斯始終搞不明白，感染植物的病菌來自何處。他做了一個實驗，將一部分麥種進行滅菌處理，然后將其種到試驗田里。令人不可思議的是，小麥仍然被感染了。病菌似乎直接來自天上，于是他決定再做一個試驗。他拿著一個皮氏培養(yǎng)皿上了一架飛機，到達一定高度后，將培養(yǎng)皿從飛機窗戶處伸出去，他的手幾乎被凍僵了。當(dāng)他把培養(yǎng)皿帶回實驗室后，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)皿里長出了小麥病原菌。原來病菌就漂浮在麥地上方的云層里，以某種方式降落到經(jīng)過滅菌處理的小麥上。
微生物可以分為原核微生物、真核微生物和病毒三大類。
1、原核微生物：無核膜，核物質(zhì)裸露在細胞質(zhì)中，不進行有絲分裂。包括細菌、放線菌、立克次氏體、支原體、衣原體和藍細菌；
2、真核微生物：具有真正的細胞核。包括酵母菌、霉菌和大型真菌。大型真菌包括各種蘑菇、蕈、靈芝等；
3、病毒：超顯微的，沒有細胞結(jié)構(gòu)的專性活細胞寄生的大分子微生物；
（來源：文章屋網(wǎng) ）
南極冰下湖發(fā)現(xiàn)新物種
2013年3月，俄羅斯科學(xué)家完成了對南極東方湖深層鉆探所獲取樣本的最后一次分析，在排除了科學(xué)界所知曉的一切生物后，竟然還存在一種與全球數(shù)據(jù)庫中的一切物種數(shù)據(jù)都不吻合的微生物DNA。這一新生命是未被識別、未被分類的。它不屬于已知的任何一個物種。用俄羅斯科學(xué)家的話說，“這一新生命出現(xiàn)在世界上絕無僅有的無菌湖中。全球找不到第二個這樣的水體或是實驗室，即便是人為因素也無法打造出類似的環(huán)境。”據(jù)介紹，他們將再次啟動南極深層鉆探，“倘若從水中再度獲得類似有機體，便能斷定我們在地球上找到了其他地方從未發(fā)現(xiàn)過的新生命”。
此前，科學(xué)家曾在格陵蘭冰川下方約3.2千米處的冰層中，發(fā)現(xiàn)了一種細菌，它們是迄今為止發(fā)現(xiàn)的體積最小的微生物。這種細菌生有類似尾巴的超長鞭毛，最適合在冰層微小的紋理中移動。一個美國科學(xué)家小組成功地讓這種估計已沉睡了12萬年的細菌蘇醒了過來。
意義堪比登陸火星
東方湖是南極洲最大的冰下湖，位于俄羅斯南極科考站附近，面積約1.5萬平方千米，深約1200米。它的特殊之處在于，近兩千萬年以來，它與地球大氣層和地表生態(tài)環(huán)境處于完全隔絕的狀態(tài)。早在上世紀(jì)70年代，俄羅斯科學(xué)家便開始在此處進行鉆探，但當(dāng)時對于該湖的存在尚一無所知，鉆探只是出于古氣候研究的需要。直至1996年，俄羅斯科學(xué)家與英國同行合作，才發(fā)現(xiàn)了這顆隱匿于南極洲厚重冰層之下多年的淡水明珠。借助無線電以及地震探測，終于明確了東方湖的面積、形狀、上方冰層厚度以及水下地貌及沉積層的情況。
1998年，國際社會曾發(fā)出呼吁，在研發(fā)出對東方湖生態(tài)系統(tǒng)污染最小的設(shè)備之前，最好停止鉆探，相關(guān)工作隨即偃旗息鼓。直至俄羅斯專家破解了這一技術(shù)瓶頸后，才恢復(fù)了深層鉆探。2012年2月，俄羅斯第57次南極科考隊經(jīng)過鉆探，首次成功穿透冰層，直抵湖表。
俄羅斯科學(xué)院認為，此次重大發(fā)現(xiàn)的意義堪比登陸火星。畢竟東方湖已經(jīng)與世隔絕兩千萬年之久，此前從未與地球的其他生物圈發(fā)生過任何接觸。學(xué)者們推測，湖中可能存在著選擇了其他進化道路的新生物。
地球最深處微生物很活躍
科學(xué)家知道，深海生命通常以下沉的有機物為生。有機物在下沉過程中，附著其表面的微生物會令其營養(yǎng)逐漸流失。據(jù)估計，海洋表面生成的有機物僅有1%～2%的數(shù)量能夠到達平均深度約3700米的海底。至于有多少能到達深達1.1萬米的馬里亞納海溝就不得而知了。為了進一步了解深海生命，科學(xué)家利用深海探測器，獲取了采自太平洋中西部馬里亞納海溝最深處的淤泥。他們分析這些海底沉積物的耗氧量，借此評估深海微生物的活躍程度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些來自馬里亞納海溝最深處的沉積物的耗氧量高得驚人；相比另一個6000米深、距馬里亞納海溝60千米的區(qū)域，這里的微生物活躍程度是它的兩倍。
地球的一個大洞
在如此偏遠荒涼的地方竟能發(fā)現(xiàn)高于周遭的生命活躍跡象，簡直令人不可思議。南丹麥大學(xué)的生物地球化學(xué)專家解釋說，馬里亞納海溝就像地球的一個大洞，是下沉沉積物的一個天然聚集地。類似的情況在其他海溝同樣存在。“好比花園里有個洞，被風(fēng)吹過來的物質(zhì)自然會落到洞里，慢慢將洞填滿。馬里亞納海溝就是這種情況”。聰明的你一定會問，海底怎么會有風(fēng)呢？丹麥專家指出，馬里亞納海溝處于下潛區(qū)域，也就是構(gòu)成地表的某一板塊沉到了另一板塊下面。這樣的區(qū)域很不穩(wěn)定，地震頻發(fā)，隨之引發(fā)的泥石流會將雜質(zhì)帶到海溝中。
壓力巨大、“暗無天日”的地球最深處居然活躍著數(shù)量驚人的微生物，這一發(fā)現(xiàn)證實了，對于海洋表面的微小植物至關(guān)重要的二氧化碳是可以被“埋”入深海的，這一自然過程有助于緩解地球氣候變化。同時，這一發(fā)現(xiàn)也拓寬了人們對維持生命所必需的條件的認識。
“隨遇而安”不在話下
不久前，另一個科研團隊在海洋地殼中也發(fā)現(xiàn)了大量活躍的微生物。他們研究的是位于美國西北部洋面約2600米深的海底巖石，這些巖石從海底隆起的高度在350～580米之間。他們發(fā)現(xiàn)，生活在這些巖石中的微生物，賴以生存的是海水和巖石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的能量，而非從海面下沉的有機物。由此可見，微生物對極端環(huán)境的適應(yīng)能力極強，“隨遇而安”不在話下。
說到微生物“隨遇而安”的本領(lǐng)，值得一提的是那些生活在海底“黑煙囪”周圍，包括微生物在內(nèi)的大量生命。所謂海底“煙囪”其實是海底熱泉活動的殘留物，當(dāng)海底熱泉噴出的富含礦物質(zhì)的熱液與海水混合后，會因沉淀物堆積而形成一個個“煙囪”。因海水的溫度、成分與熱液所含的礦物質(zhì)不同，“煙囪”呈現(xiàn)的顏色也不相同。其中最常見的“黑煙囪”的主體一般為硫化物。
海底“黑煙囪”大多分布在海面以下1000～4000米的地方，在那里，每平方米的面積承受著1000～4000噸的壓力。在那里，終年沒有陽光，不僅缺氧而且富含有毒的硫化物，人們一直認為那里應(yīng)該是生命的。但偏偏就在這些林立的“煙囪”周圍，竟然聚集了大量生物，其中已被發(fā)現(xiàn)的生物種類就達10個門類500多個種屬。難道那里就是達爾文曾猜想的誕生地球生命的“原始湯”嗎？雖然還沒有最后結(jié)論，但越來越多的人對此深信不疑。
生與死的極限
從東方湖到馬里亞納海溝，不論是淡水還是海水的極深處都發(fā)現(xiàn)了微生物的存在。好奇的你一定會問，那么在堅固的地殼深處呢？科學(xué)家驚訝地發(fā)現(xiàn)，在那個黑暗王國里居然也生活著大量的微小蠕蟲和“僵尸微生物”，甚至還可能包含著生命起源的新線索。
他們在中國松遼盆地鉆探到地下6千多米的位置時，在巖石中發(fā)現(xiàn)了微生物。他們在南非的一個礦井中發(fā)現(xiàn)了一種獨一無二的細菌。它們是一種真正“自力更生”的微生物。相比之下，其他所有已知生物體均需要別的生物提供某些營養(yǎng)物質(zhì)。該礦井位于地下約3.2千米處，完全與世隔絕。這種細菌利用含鈾巖石產(chǎn)生的放射能作為能量源，從周圍巖石和空氣中獲取所需的所有營養(yǎng)物質(zhì)，并完成新陳代謝過程。它們是已知的唯一一個單種群生態(tài)系統(tǒng)。
科學(xué)家在地下深處發(fā)現(xiàn)的單細胞微生物包括細菌和古菌。細菌需要水和營養(yǎng)素，但不一定需要氧；古菌可以靠氨或硫磺的化合物為生。由于食物極度匱乏，那里的微生物是“僵尸”，即生長非常緩慢，甚至有可能在幾百萬年至幾千萬年的時間里都不進行分裂，就好像死了一樣。
其實，“僵尸微生物”在海洋中同樣存在。丹麥科學(xué)家在北太平洋的海底淤泥中，發(fā)現(xiàn)了一個由數(shù)量極端稀少的細菌和古菌組成的單細胞微生物群落。這些細胞在顯微鏡下，幾乎沒有任何生命跡象。但當(dāng)你以葡萄糖和其他養(yǎng)料來款待它們時，它們中的大部分都吸收了很少的一點，這表明它們實際上依然活著。但要完成細胞分裂產(chǎn)生子細胞，它們中的每一個都要花費數(shù)百甚至上千年的時間來積聚足夠的能量。這意味著，這些細胞中有一些的年齡可能已有數(shù)千歲甚至還要更老。它們的存在或許有助于人類重新定義生與死的極限。
1關(guān)于煙草微生物
世界各地均有煙草種植，品質(zhì)、土壤、氣候、耕作制度等有顯著差異，使煙葉的品質(zhì)存在顯著不同，也為不同卷煙的生產(chǎn)奠定了原料基礎(chǔ)。由于煙草生境的不同，自然使得煙葉表面的微生物類群和優(yōu)勢菌種顯著不同，例如我國醇化烤煙表面的微生物有芽孢桿菌（Bacillusspp．）、噬菌弧菌（Bacteriovoraxspp．）和假單胞菌（Pseudomonasspp．）為主，而在津巴布韋煙葉表面則存在著鞘氨醇單胞菌（Sphingomonasspp．）、寡養(yǎng)單胞菌（Stenotrophomonasspp．）、歐文氏菌（Er－winiaspp．）和泛菌（Pantoeaspp．）、假單胞菌（Pseudomonasspp．）等［27］。上述基礎(chǔ)研究表明不同煙葉表面微生物種類繁多，這些豐富的煙葉表面微生物為煙草微生物生物技術(shù)的研究和應(yīng)用提供了龐大的菌種資源庫，可以通過分離篩選而獲得可用于煙草工業(yè)和農(nóng)業(yè)的特殊菌株，而后強化接種至煙葉，在一定溫度和濕度條件下發(fā)酵后，根據(jù)理化指標(biāo)和吸食品質(zhì)的變化來篩選目的菌株，從而為特定煙葉品質(zhì)的改善和卷煙產(chǎn)品風(fēng)格的形成奠定菌種基礎(chǔ)。
2關(guān)于煙葉及葉組的發(fā)酵
煙葉醇化事實上是煙葉的自然發(fā)酵過程，在該過程中，煙葉的發(fā)酵條件隨著四季環(huán)境溫度的變化而變化。對于煙草微生物生物技術(shù)而言，則是典型的人工控制環(huán)境條件下的發(fā)酵過程。在菌種篩選出來以后，需要將其進行大規(guī)模培養(yǎng)以獲得微生物菌體，進而接種至煙葉或者葉組，進行發(fā)酵過程。同其他發(fā)酵產(chǎn)品不同，由于煙草制品的特殊性，在施用微生物時，需要將培養(yǎng)微生物所用的培養(yǎng)基與微生物徹底分離，不能將培養(yǎng)基成分帶入煙葉／葉組中，在實踐中，我們采用無菌去離子水洗滌培養(yǎng)后微生物菌體以去除培養(yǎng)基成分。在將微生物接種至煙葉或者葉組后，與傳統(tǒng)加香加料不同，微生物是“主導(dǎo)者”，由這些“活”的微生物在發(fā)酵過程中改善煙葉／葉組的吸食品質(zhì)并形成產(chǎn)品風(fēng)格，因而需要根據(jù)微生物生長和代謝的特點建立煙葉或者葉組的發(fā)酵工藝過程。實際上，在發(fā)酵過程中需要根據(jù)接種微生物的特性，提供適宜其生長和代謝的溫度和濕度，使微生物能夠在煙葉／葉組中生長和代謝，改善煙葉／葉組的吸食品質(zhì)。我們通過摸索認為高濕固態(tài)發(fā)酵方法是適合進行煙葉／葉組發(fā)酵的模式，但需要根據(jù)施加微生物的種類以及煙葉／葉組的特點等有針對性地調(diào)整發(fā)酵工藝參數(shù)。雖然單一菌株可以較為明顯地改善煙葉吸食品質(zhì)，但是對于卷煙葉組而言，僅用單一菌株則很難使其吸食品質(zhì)達到成品卷煙的標(biāo)準(zhǔn)，因此需要采用微生物復(fù)配的方法，利用不同微生物的代謝特性，賦予卷煙產(chǎn)品特有風(fēng)格。在葉組發(fā)酵過程中發(fā)酵參數(shù)（溫度、濕度等）的設(shè)計則需兼顧考慮復(fù)配微生物中每個菌種的最適生長條件，根據(jù)吸食品質(zhì)的變化而采用不同的發(fā)酵策略。
3關(guān)于烘絲
烘絲過程中的干燥脫水使葉組發(fā)生明顯的物理和化學(xué)變化，同時影響卷煙葉組的吸食品質(zhì)。在完成卷煙葉組的固態(tài)發(fā)酵后，葉組進入烘絲工藝過程，主要根據(jù)卷煙葉組吸食品質(zhì)的變化來確定具體烘絲工藝參數(shù)。在實踐中，我們認為為最大程度保留卷煙葉組的煙草本香，宜采用低溫烘絲或者高溫短時／瞬時烘絲的方法。
4關(guān)于與現(xiàn)有卷煙工藝的結(jié)合
采用微生物生物技術(shù)用于改善煙葉或者葉組的吸食品質(zhì)，其核心是微生物，因而需配套專用的微生物生產(chǎn)線用于大規(guī)模培養(yǎng)和獲得微生物菌體。此外，煙葉／葉組的固態(tài)高濕發(fā)酵過程需要特殊的生產(chǎn)設(shè)備，對生產(chǎn)車間的環(huán)境要求也較高。應(yīng)用微生物生物技術(shù)的卷煙生產(chǎn)工藝與現(xiàn)有卷煙生產(chǎn)工藝存在顯著不同，去除了傳統(tǒng)的加料加香工藝環(huán)節(jié)，增加了微生物培養(yǎng)和葉組固態(tài)發(fā)酵等環(huán)節(jié)，一般需要依據(jù)產(chǎn)品規(guī)格和微生物的特點對生產(chǎn)過程中涉及微生物的單元過程進行動態(tài)調(diào)整，但是并不需要改變現(xiàn)有工業(yè)化卷煙生產(chǎn)過程中主要生產(chǎn)工序，如制絲、卷接、包裝等主要工藝環(huán)節(jié)并無變化。雖然目前的初步實踐表明將微生物生物技術(shù)用于改善煙葉／葉組的吸食品質(zhì)是可行的，并且在減害上也已顯現(xiàn)出一定潛力，但是筆者認為在這一新的“古老”領(lǐng)域仍然有大量的研究工作有待深入探索，如微生物與煙葉的作用？微生物間的協(xié)同？微生物代謝與煙草化學(xué)成分的關(guān)系？等等，這些問題均有待深入研究。
作者：呂欣單位：西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院
從昆蟲病理學(xué)發(fā)展起來并被開發(fā)利用的殺蟲微生物――微生物農(nóng)藥具有對人畜安全無毒，選擇性強，不傷害害蟲天敵，害蟲不產(chǎn)生抗藥性，不污染環(huán)境等優(yōu)點，同時生產(chǎn)原料大多數(shù)為農(nóng)副產(chǎn)品、農(nóng)作物秸稈和副產(chǎn)物，設(shè)備比較簡單，成本低，便于就地取材生產(chǎn)和應(yīng)用。因此，越來越受人們的關(guān)注。
1.微生物殺蟲劑及其優(yōu)點
微生物殺蟲劑分為自身和代謝產(chǎn)物兩大類，前者指那些由于微生物本身寄生導(dǎo)致宿主昆蟲致病和死亡，如蘇云金桿菌、病毒、真菌、線蟲；后者指其代謝產(chǎn)物能直接殺死昆蟲的微生物，如Avermectin。微生物殺蟲劑種類很多，已發(fā)現(xiàn)的2000多種。按照微生物的分類可分為細菌、真菌、病毒、原生動物和線蟲等。目前。國內(nèi)研究開發(fā)應(yīng)用并形成商品化產(chǎn)品的主要有細菌類殺蟲劑、真菌類殺蟲劑、病毒類殺蟲劑和抗生素類殺蟲劑。用于控制害蟲的微生物或其產(chǎn)物也被稱為微生物殺蟲劑。與化學(xué)農(nóng)藥相比，微生物殺蟲劑用于防治害蟲有很多優(yōu)點：
（1）微生物殺蟲劑特異性強，對人畜比較安全；
（2）有選擇性，可有效利用天敵的保護；
（3）害蟲不易產(chǎn)生抗藥性；
（4）能保護害蟲的天敵；
（5）經(jīng)濟有效，既可工業(yè)化生產(chǎn)，又可用簡易的固體發(fā)酵法進行生產(chǎn)，便于農(nóng)村推廣；
（6）不污染環(huán)境，有利于改善環(huán)境和保護水資源；
（7）生產(chǎn)原料主要為農(nóng)副產(chǎn)品和副產(chǎn)物，便于就地取材生產(chǎn)和應(yīng)用。
上述特點彌補了化學(xué)殺蟲劑的不足。農(nóng)業(yè)應(yīng)用實踐證明，微生物殺蟲劑是一種有效的、傳播力強、可用于短期或長期防治比較安全的生物農(nóng)藥，在害蟲的綜合防治中起著重要作用。因此，國內(nèi)外越來越重視這類產(chǎn)品的研究開發(fā)。近年來微生物殺蟲劑的品種不斷增加，應(yīng)用范圍不斷擴大。微生物殺蟲劑的研究開發(fā)和應(yīng)用已進入了一個新的歷史時期。
2.微生物殺蟲劑的不足及發(fā)展前景
微生物殺蟲劑在生產(chǎn)實踐上還沒有普遍推廣應(yīng)用，分析其原因大致有以下幾個方面：
一是因為微生物是一類看不見或看不清的生物，微生物殺蟲劑屬于微觀世界的生物農(nóng)藥，人們對該類農(nóng)藥缺乏感性認識；
二是與微生物殺蟲劑有關(guān)的科學(xué)技術(shù)知識推廣普及工作比較薄弱；
三是微生物制劑在生產(chǎn)和應(yīng)用方面還存在一些技術(shù)問題；
四是微生物農(nóng)藥與化學(xué)農(nóng)藥相比有以下缺點：藥效慢，氣候條件如濕度、溫度、雨水等影響藥效，在外環(huán)境中毒性很快減弱（24～48小時），人們對微生物殺蟲劑的藥效懷有疑慮，在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用有一定的難度。
隨著科學(xué)技術(shù)的推廣普及，微生物農(nóng)藥在植保工作中的地位和作用將會逐漸被人們認識，在生產(chǎn)和應(yīng)用中的技術(shù)問題也會得到解決，微生物殺蟲劑將會作為一種重要的生物農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)上推廣應(yīng)用。
2.1研究開發(fā)中的不足
雖然近年來我國已經(jīng)開發(fā)登記了不少新品種，但不少品種生產(chǎn)缺少突破性進展，相當(dāng)多品種研制成功已好幾年，但發(fā)酵生產(chǎn)工藝、后處理技術(shù)和劑型化技術(shù)缺少技術(shù)創(chuàng)新，技術(shù)不夠成熟、不夠完整和不夠配套，導(dǎo)致生產(chǎn)成本偏高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，達不到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的要求。另外，在新品種的研究開發(fā)時，對實用的應(yīng)用技術(shù)研究不夠深入，如活體微生物殺蟲劑在應(yīng)用時容易受環(huán)境條件影響，效果不夠穩(wěn)定。今后應(yīng)加強基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，開發(fā)豐富的微生物資源，強化生產(chǎn)工藝、劑型和應(yīng)用技術(shù)的研究，重點突破影響產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)及配套技術(shù)，加大我國有優(yōu)勢的、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的微生物殺蟲劑品種的研究開發(fā)力度，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。
2.2產(chǎn)品推廣應(yīng)用中的不足
微生物殺蟲劑和其他生物農(nóng)藥一樣，在應(yīng)用時不具備化學(xué)農(nóng)藥用量少、見效快的特點，由于生產(chǎn)技術(shù)含量高，生產(chǎn)成本和應(yīng)用成本要高于化學(xué)農(nóng)藥，而且使用過程中還需要一定的技術(shù)，在價格與化學(xué)農(nóng)藥相當(dāng)時，農(nóng)民更愿意買見效快的化學(xué)農(nóng)藥。另外，農(nóng)民技能差，缺乏消費、環(huán)保意識，接受新技術(shù)慢也是制約微生物殺蟲劑發(fā)展的重要因素。所以，應(yīng)把微生物殺蟲劑的應(yīng)用技術(shù)納入國家的技術(shù)推廣體系，提高技術(shù)推廣人員的素質(zhì)，加強技術(shù)推廣，重視對廣大農(nóng)民的培訓(xùn)，并通過各種媒體宣傳微生物殺蟲劑的產(chǎn)品和使用技術(shù)。在應(yīng)用上，要把產(chǎn)品應(yīng)用在綠色和無公害糧食和蔬菜等經(jīng)濟作物的生產(chǎn)上，使生物農(nóng)藥的應(yīng)用領(lǐng)域得到穩(wěn)定地拓展，推動微生物殺蟲劑的廣泛應(yīng)用。
2.3微生物殺蟲劑的發(fā)展前景
微生物殺蟲劑有三個引人注目的發(fā)展方向，一是從生態(tài)學(xué)角度引進和應(yīng)用天敵微生物以長期抑制害蟲；二是從化學(xué)角度，即從殺蟲微生物的代謝產(chǎn)物中提取高效低毒殺蟲物質(zhì)，從而達到化學(xué)藥物的效果；三是利用生物工程技術(shù)（如DNA重組技術(shù)、轉(zhuǎn)基因等）創(chuàng)造出多種高效廣譜的殺蟲品系，強化殺蟲效果。
我國微生物殺蟲劑經(jīng)過幾十年發(fā)展，無論在研發(fā)隊伍和產(chǎn)業(yè)發(fā)展上都有了一定的基礎(chǔ)和規(guī)模，隨著科學(xué)技術(shù)的進步、國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和市場的需求，微生物殺蟲劑有著廣闊的發(fā)展前景。豐富的資源為微生物殺蟲劑的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，我國地域遼闊，微生物資源極其豐富，有很多地域還沒有得到開發(fā)，就是現(xiàn)已開發(fā)的資源也沒有充分利用。
1 嗜熱微生物
1.1 嗜熱微生物的定義及分布
嗜熱微生物也被稱為嗜熱菌或者高溫菌。嗜熱微生物主要分布于溫泉、堆肥、煤堆、有機物堆、強烈太陽輻射加熱的地面、地?zé)釁^(qū)土壤以及陸地和海底火山口等高溫環(huán)境[2]。
1.2 嗜熱微生物的分類
嗜熱微生物分為耐熱菌、兼性嗜熱菌、專性嗜熱菌、極端嗜熱菌、超嗜熱菌,根據(jù)嗜熱微生物對高溫環(huán)境的耐受程度不同,學(xué)者們作如下的區(qū)分(表1)。
1.3 嗜熱微生物的應(yīng)用
1.3.1 嗜熱酶及超級嗜熱酶 嗜熱酶(55~80 ℃)和超級嗜熱酶(80~113 ℃)具有與普通化學(xué)催化劑不同的高催化效率、很強的底物專一性、在高溫條件下穩(wěn)定性良好等優(yōu)點。這些酶在食品工業(yè)、造紙工業(yè)、煙草業(yè)、石油開采、醫(yī)藥工業(yè)、環(huán)境保護、液體燃料的開采、能源利用等領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。
1.3.2 抗生素 嗜熱微生物生活在高溫環(huán)境中,能夠產(chǎn)生多種特殊的代謝產(chǎn)物,其中有一部分是抗生素類,為目前抗生素的開發(fā)和生產(chǎn)提供了新的思路,有較大的應(yīng)用前景。
1.3.3 嗜熱微生物菌體及其它活性物質(zhì) 嗜熱微生物菌體可直接用于工業(yè)生產(chǎn),同時嗜熱微生物在高溫的條件下還會產(chǎn)生維生素等物質(zhì)。
2 嗜冷微生物
2.1 嗜冷微生物的定義
嗜冷微生物是適應(yīng)低溫環(huán)境生活的一類極端微生物[3]。
2.2 嗜冷微生物的分類
嗜冷微生物分為專性嗜冷菌、兼性嗜冷菌、極端嗜冷菌、耐冷菌,根據(jù)嗜冷微生物對低溫環(huán)境的耐受程度不同,學(xué)者們作如下的區(qū)分(表2)。
2.3 嗜冷微生物的應(yīng)用
2.3.1 環(huán)境保護方面 通過嗜冷微生物產(chǎn)生的冷適應(yīng)酶來實現(xiàn)低溫下的污染物生物降解。
2.3.2 食品方面 嗜冷微生物常用于牛奶加工業(yè)、果汁提取工藝、肉類加工業(yè)、烘培面包工藝、乳酪制造業(yè)等食品制作方面。
2.3.3 生物技術(shù)方面 嗜冷微生物也用于生物降解或生物催化。混合培養(yǎng)的專一嗜冷微生物在污染環(huán)境中擴增和接種產(chǎn)生的酶可提高不耐火化學(xué)藥品的降解能力。由于嗜冷微生物的特殊蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),嗜冷微生物在生物催化方向上具有更大的優(yōu)越性和更好的應(yīng)用前景。
3 嗜酸微生物
3.1 嗜酸微生物的分布及定義
自然界存在許多強酸環(huán)境,如廢煤堆及其排出水、酸性溫泉、廢銅礦、生物瀝濾堆及酸性土壤等。其中,許多微生物的代謝活動也會產(chǎn)生酸性環(huán)境。生長在酸性環(huán)境中的微生物被稱為嗜酸微生物[4]。
3.2 嗜酸微生物的分類
嗜酸微生物分為嗜酸型、耐酸型、極端嗜酸微生物,根據(jù)嗜酸微生物對酸性環(huán)境的耐受程度不同,學(xué)者們作如下的區(qū)分(表3)。
3.3 嗜酸微生物的應(yīng)用
3.3.1 在冶金方面的應(yīng)用 冶金方面利用嗜酸微生物是將貧礦和尾礦中金屬溶出并回收,即我們常說的生物濕法冶金。 []
3.3.2 環(huán)境保護應(yīng)用 利用嗜酸微生物處理重金屬,去除率可達到80%以上,而且處理成本比傳統(tǒng)方法要降低很多。
3.3.3 能源應(yīng)用 利用嗜酸微生物為催化劑,可以構(gòu)建成為微生物燃料電池。
4 嗜堿微生物
4.1 嗜堿微生物的定義
一般把最適生長pH值在9.0以上的微生物稱嗜堿微生物[5],其所耐pH值可高達10~12。到目前為止,嗜堿微生物還沒有確切的定義。
4.2 嗜堿微生物的分類
嗜堿微生物分為嗜堿菌、耐堿菌、專性嗜堿菌、兼性嗜堿菌,根據(jù)嗜堿微生物對堿性環(huán)境的耐受程度不同,學(xué)者們作如下的區(qū)分(表4)。
4.3 嗜堿微生物的應(yīng)用
4.3.1 發(fā)酵工業(yè) 嗜堿微生物可以作為許多酶制劑的生產(chǎn)菌。如洗滌劑酶和環(huán)糊精的生產(chǎn)都是利用嗜堿微生物的胞外酶獲得的。
4.3.2 造紙工業(yè) 嗜堿微生物被應(yīng)用于革脫脂、造紙木漿脫脂等。
4.3.3 其他方面 嗜堿微生物和堿性纖維素酶在堿性廢水處理、化妝品、皮革和食品等方面也具有獨特用途。在環(huán)境保護方面嗜堿微生物可發(fā)揮巨大作用;堿性淀粉酶可用于紡織品退漿及淀粉作粘接劑時的粘度調(diào)節(jié)劑;用于皮革工業(yè)中的脫毛工藝以提高脫毛效率和質(zhì)量,利用嗜堿微生物進行苧麻脫膠。
5 嗜鹽微生物
5.1 嗜鹽微生物的分布及定義
在自然界中,有許多含有高濃度鹽分的環(huán)境,如美國猶他大鹽湖(鹽度為2.2 %)、著名的死海(鹽度為2.5%)、里海(鹽度為1.7%)、海灣和沿海的礁石池塘等。在這些高鹽環(huán)境中仍然存在許多抗高滲透壓微生物,即嗜鹽微生物。
5.2 嗜鹽微生物的分類
嗜鹽微生物分為弱嗜鹽微生物、中度嗜鹽微生物、極端嗜鹽微生物,各自最適生長鹽濃度如表5。
5.3 嗜鹽微生物的應(yīng)用
利用菌體發(fā)酵,可生產(chǎn)高聚化合物。除去工業(yè)廢水中的磷酸鹽,用于開發(fā)鹽堿、生產(chǎn)嗜鹽酶。嗜鹽古菌和紫膜蛋白能通過構(gòu)型的改變儲存信息,可作為生物計算機芯片的新材料,還可用于高鹽污水的處理。
6 嗜壓微生物
6.1 嗜壓微生物的定義
需要高壓才能良好生長的微生物稱嗜壓微生物。最適生長壓力為正常壓力,但能耐受高壓的微生物被稱為耐壓微生物。
6.2 嗜壓微生物的分類
嗜壓微生物分為耐壓菌、嗜壓菌、極端嗜壓菌,各自的最低生長壓、最適生長壓、最高生長壓如表6。
6.3 嗜壓微生物的應(yīng)用
摘 要： 極端微生物的研究對探索生命的起源、微生物的育種及開發(fā)利用等具有重要意義。綜述了極端微生物的研究及其應(yīng)用，從定義、分類與應(yīng)用前景幾個方面，介紹部分極端微生物的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞：極端微生物；極端環(huán)境；分類；應(yīng)用前景
中圖分類號：q93 文獻標(biāo)識碼：a doi編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.10.006
在自然界中，存在著一些絕大多數(shù)生物都無法生存的極端環(huán)境，諸如高溫、低溫、高酸、高堿、高鹽、高毒、高滲、高壓、干旱或高輻射強度等環(huán)境。凡依賴于這些極端環(huán)境才能正常生長繁殖的微生物，稱為嗜極菌或極端微生物。由于它們在細胞內(nèi)造、生理、生化、遺傳和種系進化上的突出特性，不僅在基礎(chǔ)理論研究上有著重要的意義，而且在實際應(yīng)用上有著巨大的潛力[1]。
1 嗜熱微生物
1.1 嗜熱微生物的定義及分布
嗜熱微生物也被稱為嗜熱菌或者高溫菌。嗜熱微生物主要分布于溫泉、堆肥、煤堆、有機物堆、強烈太陽輻射加熱的地面、地?zé)釁^(qū)土壤以及陸地和海底火山口等高溫環(huán)境[2]。
1.2 嗜熱微生物的分類
嗜熱微生物分為耐熱菌、兼性嗜熱菌、專性嗜熱菌、極端嗜熱菌、超嗜熱菌，根據(jù)嗜熱微生物對高溫環(huán)境的耐受程度不同，學(xué)者們作如下的區(qū)分（表1）。
1.3 嗜熱微生物的應(yīng)用
1.3.1 嗜熱酶及超級嗜熱酶 嗜熱酶（55～80 ℃）和超級嗜熱酶（80～113 ℃）具有與普通化學(xué)催化劑不同的高催化效率、很強的底物專一性、在高溫條件下穩(wěn)定性良好等優(yōu)點。這些酶在食品工業(yè)、造紙工業(yè)、煙草業(yè)、石油開采、醫(yī)藥工業(yè)、環(huán)境保護、液體燃料的開采、能源利用等領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。
1.3.2 抗生素 嗜熱微生物生活在高溫環(huán)境中，能夠產(chǎn)生多種特殊的代謝產(chǎn)物，其中有一部分是抗生素類，為目前抗生素的開發(fā)和生產(chǎn)提供了新的思路，有較大的應(yīng)用前景。
1.3.3 嗜熱微生物菌體及其它活性物質(zhì) 嗜熱微生物菌體可直接用于工業(yè)生產(chǎn)，同時嗜熱微生物在高溫的條件下還會產(chǎn)生維生素等物質(zhì)。
2 嗜冷微生物
2.1 嗜冷微生物的定義
嗜冷微生物是適應(yīng)低溫環(huán)境生活的一類極端微生物[3]。
2.2 嗜冷微生物的分類
嗜冷微生物分為專性嗜冷菌、兼性嗜冷菌、極端嗜冷菌、耐冷菌，根據(jù)嗜冷微生物對低溫環(huán)境的耐受程度不同，學(xué)者們作如下的區(qū)分（表2）。
2.3 嗜冷微生物的應(yīng)用
2.3.1 環(huán)境保護方面 通過嗜冷微生物產(chǎn)生的冷適應(yīng)酶來實現(xiàn)低溫下的污染物生物降解。
2.3.2 食品方面 嗜冷微生物常用于牛奶加工業(yè)、果汁提取工藝、肉類加工業(yè)、烘培面包工藝、乳酪制造業(yè)等食品制作方面。
2.3.3 生物技術(shù)方面 嗜冷微生物也用于生物降解或生物催化。混合培養(yǎng)的專一嗜冷微生物在污染環(huán)境中擴增和接種產(chǎn)生的酶可提高不耐火化學(xué)藥品的降解能力。由于嗜冷微生物的特殊蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，嗜冷微生物在生物催化方向上具有更大的優(yōu)越性和更好的應(yīng)用前景。
3 嗜酸微生物
3.1 嗜酸微生物的分布及定義
自然界存在許多強酸環(huán)境，如廢煤堆及其排出水、酸性溫泉、廢銅礦、生物瀝濾堆及酸性土壤等。其中，許多微生物的代謝活動也會產(chǎn)生酸性環(huán)境。生長在酸性環(huán)境中的微生物被稱為嗜酸微生物[4]。
3.2 嗜酸微生物的分類
嗜酸微生物分為嗜酸型、耐酸型、極端嗜酸微生物，根據(jù)嗜酸微生物對酸性環(huán)境的耐受程度不同，學(xué)者們作如下的區(qū)分（表3）。
3.3 嗜酸微生物的應(yīng)用
3.3.1 在冶金方面的應(yīng)用 冶金方面利用嗜酸微生物是將貧礦和尾礦中金屬溶出并回收，即我們常說的生物濕法冶金。
3.3.2 環(huán)境保護應(yīng)用 利用嗜酸微生物處理重金屬，去除率可達到80%以上，而且處理成本比傳統(tǒng)方法要降低很多。
3.3.3 能源應(yīng)用 利用嗜酸微生物為催化劑，可以構(gòu)建成為微生物燃料電池。
4 嗜堿微生物
4.1 嗜堿微生物的定義
一般把最適生長ph值在9.0以上的微生物稱嗜堿微生物[5]，其所耐ph值可高達10～12。到目前為止，嗜堿微生物還沒有確切的定義。
4.2 嗜堿微生物的分類
嗜堿微生物分為嗜堿菌、耐堿菌、專性嗜堿菌、兼性嗜堿菌，根據(jù)嗜堿微生物對堿性環(huán)境的耐受程度不同，學(xué)者們作如下的區(qū)分（表4）。
4.3 嗜堿微生物的應(yīng)用
4.3.1 發(fā)酵工業(yè) 嗜堿微生物可以作為許多酶制劑的生產(chǎn)菌。如洗滌劑酶和環(huán)糊精的生產(chǎn)都是利用嗜堿微生物的胞外酶獲得的。
4.3.2 造紙工業(yè) 嗜堿微生物被應(yīng)用于革脫脂、造紙木漿脫脂等。
4.3.3 其他方面 嗜堿微生物和堿性纖維素酶在堿性廢水處理、化妝品、皮革和食品等方面也具有獨特用途。在環(huán)境保護方面嗜堿微生物可發(fā)揮巨大作用；堿性淀粉酶可用于紡織品退漿及淀粉作粘接劑時的粘度調(diào)節(jié)劑；用于皮革工業(yè)中的脫毛工藝以提高脫毛效率和質(zhì)量，利用嗜堿微生物進行苧麻脫膠。
5 嗜鹽微生物
5.1 嗜鹽微生物的分布及定義
在自然界中，有許多含有高濃度鹽分的環(huán)境，如美國猶他大鹽湖（鹽度為2.2 %）、著名的死海（鹽度為2.5%）、里海（鹽度為1.7%）、海灣和沿海的礁石池塘等。在這些高鹽環(huán)境中仍然存在許多抗高滲透壓微生物，即嗜鹽微生物。
5.2 嗜鹽微生物的分類
嗜鹽微生物分為弱嗜鹽微生物、中度嗜鹽微生物、極端嗜鹽微生物，各自最適生長鹽濃度如表5。
5.3 嗜鹽微生物的應(yīng)用
利用菌體發(fā)酵，可生產(chǎn)高聚化合物。除去工業(yè)廢水中的磷酸鹽，用于開發(fā)鹽堿、生產(chǎn)嗜鹽酶。嗜鹽古菌和紫膜蛋白能通過構(gòu)型的改變儲存信息，可作為生物計算機芯片的新材料，還可用于高鹽污水的處理。
6 嗜壓微生物
6.1 嗜壓微生物的定義
需要高壓才能良好生長的微生物稱嗜壓微生物。最適生長壓力為正常壓力，但能耐受高壓的微生物被稱為耐壓微生物。
6.2 嗜壓微生物的分類
嗜壓微生物分為耐壓菌、嗜壓菌、極端嗜壓菌，各自的最低生長壓、最適生長壓、最高生長壓如表6。
6.3 嗜壓微生物的應(yīng)用
耐高溫和厭氧生長的嗜壓菌有望用于油井下產(chǎn)氣增壓和降低原油粘度，借以提高采油率。日本發(fā)現(xiàn)的深海魚類腸道內(nèi)的嗜壓古細菌，80%以上的菌株可以生產(chǎn)epa和dha，最高產(chǎn)量可達36%和24%。已經(jīng)有人通過基因重組，使這些菌有效生產(chǎn)dha。另外，嗜壓菌還可以用于高壓生物
反應(yīng)器。
7 抗輻射微生物
7.1 抗輻射微生物的定義
對于輻射這一不良環(huán)境因素僅有抗性或者是耐受性，而并非具有“嗜好”，我們將這一類微生物稱為抗輻射微生物。
7.2 抗輻射微生物的分類
抗輻射微生物可以分為兩類，一類屬于異常球菌屬的抗輻射微生物，另一類是其他屬的原核抗輻射微生物。
異常球菌屬的抗輻射微生物是包含抗輻射微生物最多的屬，截止至目前為止，已經(jīng)報道了48個種。而其他屬的原核抗輻射微生物以thermococcus和紅色桿菌屬的抗輻射微生物的輻射抗性水平最高。
7.3 抗輻射微生物的應(yīng)用
在環(huán)境工程方面的應(yīng)用：污染環(huán)境的生物修復(fù)、污染環(huán)境的監(jiān)測。在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用：抗氧化藥物的開發(fā)、疫苗的開發(fā)應(yīng)用、保健品的開發(fā)。在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用：培育具有抗輻射特性的農(nóng)作物。在其它領(lǐng)域的應(yīng)用：防曬化妝品的開發(fā)、航空航天防輻射宇航服的設(shè)計、電化學(xué)制造業(yè)中表面金屬和氧化物納米陣列的制造。
綜上所述，抗輻射微生物的研究在諸多的領(lǐng)域是具有意義的。盡管這些研究還有許多未轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)生物技術(shù)，但是應(yīng)用的前景廣闊。
8 嗜金屬微生物
8.1 嗜金屬微生物的定義
嗜金屬微生物是一種以金屬為食來維持自身的正常新陳代謝，并且將金屬以單質(zhì)的形式從化合物中游離出來，并富集到一起的微生物。
8.2 嗜金屬微生物的分類
嗜金屬微生物大致可以分為兩類，一是好氧性菌（好氣腐蝕菌），二是厭氧性菌（厭氣腐蝕菌）。好氣腐蝕菌是指有氧存在才能生長繁殖的腐蝕菌，如鐵細菌、硫桿菌（其中包括氧化硫硫桿菌、脫氮硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌）等。厭氣腐蝕菌是指不需要氧存在就能生長繁殖的腐蝕菌，如硫酸鹽還原菌。
8.3 嗜金屬微生物的應(yīng)用
嗜金屬微生物對金屬的腐蝕并非嗜金屬微生物本身直接對金屬或金屬材料的直接作用，而是嗜金屬微生物為了維持自身的正常生命活動而產(chǎn)生的結(jié)果。
之前我們的研究方向一直都關(guān)注在如何對嗜金屬微生物產(chǎn)生的后果進行防治的方面，目前對嗜金屬微生物的研究方向已經(jīng)日趨多元化了，更多的學(xué)者發(fā)現(xiàn)了嗜金屬微生物的益處。我們可以通過嗜金屬微生物除去水中的重金屬，如cr6+、cr3+、zn2+、cu2+、ni2+、cd2+等，甚至包括水中的非金屬as3+、as5+都可以通過嗜金屬微生物進行去除。在冶金工業(yè)中利用嗜金屬微生物，也是我們目前對嗜金屬微生物的一項利用。還有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，嗜金屬微生物很有可能與黃金的形成有關(guān)。
9 展 望
學(xué)者們對于極端微生物的研究雖然起步較晚，但是極端微生物的研究發(fā)展速度是很快的，目前我們已經(jīng)取得了一定的成果，展現(xiàn)出了極端微生物廣闊的研究與應(yīng)用前景。但是極端微生物大量投入工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)目前尚不成熟，因此，我們對于極端微生物的深入研究和如何將這些極端微生物更好地運用于工業(yè)生產(chǎn)，將其轉(zhuǎn)化成為工程菌就具有了重要的意義。
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早期的研究中以植物內(nèi)生菌為題報道的絕大部分都是非豆科植物根系內(nèi)分離到的固氮根瘤菌Frankia屬細菌，宿主植物主要有四川榿木(Alnuscermastogyne)、木麻黃(Casuarinasp)、沙棘(Hippophaesp.)、赤場(Alnussp.)、楊梅(Myricasp.)和胡頹子(Elaeagnussp.)等。此外還有百合科(Liliaceae)百合(Liliumsp.)細胞中的內(nèi)生菌研究。篇名中第一次出現(xiàn)內(nèi)生細菌的原著論文是1996年中國農(nóng)業(yè)大學(xué)劉云霞等關(guān)于水稻內(nèi)生細菌巨大芽孢桿菌(Bacillusmegaterium)在水稻內(nèi)分布的研究[5]，以及吳加志等關(guān)于Enterobacter，Pseudomonas和Bacillus三屬植物內(nèi)生細菌在植物病害生物防治潛力方面的研究[6]。受國外植物內(nèi)生細菌研究的影響，作為植物病害的生防因子，我國棉花、水稻、馬鈴薯等作物的內(nèi)生細菌首先受到了關(guān)注。我國首次正面研究內(nèi)生真菌的是已故南京農(nóng)業(yè)大學(xué)終身教授李揚漢關(guān)于麥田有毒雜草毒麥(Loliumtemulentum)中的內(nèi)生真菌的觀察[4]，此后我國內(nèi)生真菌的研究沉寂了約10年。邱德有等關(guān)于紅豆杉內(nèi)生真菌的先驅(qū)性研究開啟我國藥用植物內(nèi)生真菌研究的火熱時代[3,7-9]。目前，關(guān)于藥物開發(fā)指向的植物內(nèi)生微生物及其所產(chǎn)生理活性物質(zhì)研究，在我國遍及以藥用植物和農(nóng)用植物為主的數(shù)十科野生植物和農(nóng)作物，連年產(chǎn)出百余篇原著論文和十余篇文獻綜述(圖1)。按現(xiàn)在的趨勢，我國年度發(fā)表植物內(nèi)生真菌相關(guān)原著論文將很快會超過兩百，研究的熱潮有增無減，成為植物內(nèi)生微生物研究中最活躍的領(lǐng)域。植物內(nèi)生真菌的另一個重要內(nèi)容——禾本科植物麥角類內(nèi)生真菌的研究則到甘肅草原生態(tài)研究所南志標(biāo)從新西蘭留學(xué)回來后才真正興起。南志標(biāo)先生回國后在甘肅省自然科學(xué)基金和國家人事部歸國留學(xué)人員科研啟動資金的資助下，利用執(zhí)行聯(lián)合國糧食計劃署2817項目咨詢?nèi)蝿?wù)時從新疆阿勒泰地區(qū)采集到的野生植物樣品，首次檢測到我國產(chǎn)布頓大麥草(Hordeumbugdanii)中含有內(nèi)生真菌，并指出了內(nèi)生真菌的植株能促使宿主植物總生物量、干物質(zhì)產(chǎn)量、根重以及分蘗數(shù)均有所增加。同時也發(fā)現(xiàn)，甘肅省的中華羊茅、紫羊茅和部分雀麥屬植物中不同程度的含有內(nèi)生菌[10-11]。同時，在美國牧草種子公司的資助下，新疆草原研究所的李寶軍等利用新疆種質(zhì)資源庫的11種牧草種子進行了內(nèi)生真菌的檢測，發(fā)現(xiàn)醉馬草種子中含有內(nèi)生真菌[12]。進入21世紀(jì)后，關(guān)于禾本科植物內(nèi)生菌的研究有蘭州大學(xué)的南志標(biāo)/李春杰課題組、南開大學(xué)的高玉葆/任安芝課題組以及南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的王志偉/紀(jì)燕玲課題組等開展持續(xù)性的研究。
2植物內(nèi)生微生物研究的基本特點
首先應(yīng)該指出，國際國內(nèi)植物內(nèi)生微生物研究最大的特點是其范圍之大、涉及微生物的種類之多樣、功能之繁雜、潛力之廣闊。據(jù)現(xiàn)行學(xué)術(shù)界通用的概念和范疇，只要是有機會在植物體內(nèi)出現(xiàn)的微生物，幾乎無所不包含在植物內(nèi)生微生物的范疇之內(nèi)[13-15]。這個特征決定了植物內(nèi)生微生物的研究領(lǐng)域是廣闊的，所涉及的學(xué)科除生物科學(xué)類各基礎(chǔ)學(xué)科外，還有農(nóng)學(xué)和林學(xué)類各基礎(chǔ)學(xué)科、藥物化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物工程、食品保藏與加工等多方面的學(xué)科。因此，植物內(nèi)生微生物的研究適合多領(lǐng)域共同協(xié)作，在視角和概念運用等方面出現(xiàn)多元化也是很自然的。第二，植物內(nèi)生微生物基本功能是多層次的。最基本的層次是微生物本身的顯。這種功能以微生物的分離物為基礎(chǔ)、在人工培養(yǎng)時即得以表達，可通過人工培養(yǎng)以及人工發(fā)酵進行研究、挖掘和改良，我國這方面的研究報告最多[16-18]。第二層次是微生物和宿主植物形成共生體(Symbiota)所表現(xiàn)出來的功能。就像絕大多數(shù)產(chǎn)毒素的冷季型禾本科植物與其Epichloae類內(nèi)生真菌的共生體那樣，這種毒素的生產(chǎn)和積累的功能不是植物或微生物單獨所具有的，或者單獨能達到的強度和高度，只有通過宿主植物和內(nèi)生微生物形成共生體后才體現(xiàn)出來[19-21]。第三層次是內(nèi)生微生物/宿主植物共生體在不同環(huán)境中所表達出來的不同功能或不同程度。上述產(chǎn)毒Epichloae類內(nèi)生真菌和其宿主植物的共生體也不是在任何時候、任何環(huán)境中都能生產(chǎn)和積累毒素，在某種特定的環(huán)境條件下生產(chǎn)毒素(多)，在另外的條件下則少生產(chǎn)或根本不生產(chǎn)毒素[19,22]。植物生長環(huán)境直接介入微生物和宿主植物共生體的生物學(xué)特性的表達。這一現(xiàn)象十分符合植物和微生物相互作用的基本規(guī)律，可能對利用植物內(nèi)生微生物的生理活性物質(zhì)進行生物制藥研究和開發(fā)的科研人員也會有積極的啟發(fā)。第三，植物內(nèi)生微生物給人類帶來的影響不全是有益的，有時也會出現(xiàn)有害的一面。從文獻的描述來看，這一點在我國目前僅在少數(shù)研究中引起了注意。黑麥草內(nèi)生真菌、葦狀羊茅內(nèi)生真菌、瘋草內(nèi)生真菌等該宿主植物帶來的毒素生產(chǎn)和積累則是最突出的例子。無論是產(chǎn)毒的禾本科植物內(nèi)生真菌還是瘋草內(nèi)生真菌，已經(jīng)被人們發(fā)現(xiàn)的這些有害事例已經(jīng)給社會造成了巨大的損失[19,23]。另外，雖然沒有出現(xiàn)鵝觀草致毒的報道，但從其中的內(nèi)生真菌中也檢測到了一些毒素生產(chǎn)基因(王志偉等，未發(fā)表)。因此，我們有必要對植物內(nèi)生微生物給人類帶來有害影響也給以足夠的關(guān)注。同樣，我們固然可以期望植物內(nèi)生微生物給宿主植物帶來或加強抗菌作用(Antagonism)、化感作用(Allelopathy)等抑制其它生物生長和發(fā)育的功能，在植物抗病、抑制雜草等方面起到一定的正面作用。但另一方面，這些作用是否會導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)生物多樣性的降低[24-25]，產(chǎn)生新的生態(tài)問題？這些都需要今后去認真評價。第四，植物內(nèi)生微生物的功能一部分可通過生物學(xué)/生物化學(xué)的特征表現(xiàn)出來，另有一部分功能必須通過生態(tài)學(xué)的方法才能加以研究和利用。新西蘭在飛機場及其周邊大規(guī)模種植產(chǎn)毒素Epichloae類內(nèi)生真菌和其宿主植物共生體，以此驅(qū)避在機場聚集的鳥類(JohnCuradus，私人通信)。這是通過生態(tài)學(xué)的方法對植物內(nèi)生微生物的功能加以利用的一個代表性事例。在我國，利用植物內(nèi)生微生物進行植物病蟲害的生物防治也是這類事例中的典型[25-27]。在這些情況下，內(nèi)生微生物和其宿主植物的共生體特征的穩(wěn)定表達就十分重要。一般來說，植物內(nèi)生微生物作為藥用微生物利用時，微生物本身相對重要一些，而作為農(nóng)用資源或環(huán)境修復(fù)手段加以利用時，共生體的特征則往往更加重要。
3我植物內(nèi)生微生物研究的發(fā)展和特點
進入21世紀(jì)，特別是近10年來，我國植物內(nèi)生微生物的研究發(fā)展迅猛。據(jù)最保守統(tǒng)計，在我國發(fā)行雜志上由我國科研人員發(fā)表的植物內(nèi)生微生物的論文(篇名中含有“內(nèi)生菌”、“內(nèi)生細菌”或“內(nèi)生真菌”字樣的論文)在2008年以后每年都超過200篇，2013年論文總數(shù)已逼近300(圖1)。考慮篇名中沒有體現(xiàn)出來的論文以及在國外發(fā)表的論文，我國科研人員近年來發(fā)表的植物內(nèi)生微生物研究的論文大約每年可達400篇以上。研究領(lǐng)域也全面開花，基本形成了4大板塊、24個分支的局面(表1)。至此，我國已形成了一支隊伍龐大、成果豐碩的科研力量，在國際植物內(nèi)生微生物研究中占有十分顯要的地位。從整體趨勢來看，我國植物內(nèi)生微生物研究的特點可概括為“四多四少”。資源探索多、分離培養(yǎng)多、活性檢測和生物功能研究多，基礎(chǔ)性前期工作多；方法研究少、涉及林木少、與宿主的關(guān)聯(lián)少、實際應(yīng)用少。特別是以藥物開發(fā)為目的的資源探索性研究報告最多，以抗菌、抗腫瘤等指標(biāo)為主的藥物開發(fā)指向的論文大量出現(xiàn)，形成了我國植物內(nèi)生微生物研究中最耀眼的亮點[17,28-29]。植物內(nèi)生微生物研究以生理活性檢測以及活性物質(zhì)探索為主要范式(Paradigm)之一，思路清晰易懂、方法簡單、實施容易，是研究生訓(xùn)練的好材料。關(guān)注我國植物內(nèi)生微生物論文數(shù)量的上升時機，也不難發(fā)現(xiàn)其上升趨勢和研究生畢業(yè)數(shù)量的上升基本同步(圖1)。從論文數(shù)量整體來看，從20世紀(jì)末開始我國科研人員在本國的科學(xué)雜志上(中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫收錄部分，1979-2013年)，植物內(nèi)生微生物的研究有了飛速的發(fā)展。在21世紀(jì)的第一個10年中，我國關(guān)于植物內(nèi)生微生物研究的突飛猛進，論文數(shù)量從2000年的14篇增加到2010年的257篇，翻了18.4倍(圖1)；研究對象也從Frankia等非共生固氮根瘤菌為主、加上幾個關(guān)于紅豆杉內(nèi)的紫杉醇生產(chǎn)菌以及冷季型禾本科植物中的麥角菌類真菌等零星報道，發(fā)展到包括草本、木本、單子葉、雙子葉以及蕨類等數(shù)十科近百屬植物中的微生物；研究方向也增加到包括醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、食品等多個領(lǐng)域(表1)。最近幾年來，植物內(nèi)生微生物相關(guān)的論文數(shù)量繼續(xù)增加、研究范圍繼續(xù)擴大，形成了我國微生物學(xué)研究中發(fā)展最快、研究人員增長和人才積累最快、研究范圍擴大最快的領(lǐng)域。在這個領(lǐng)域中，顯示各種生理活性、具有潛在的藥物開發(fā)價值的植物內(nèi)生真菌以及它們所生產(chǎn)的生理活性物質(zhì)不斷出現(xiàn)，具有抗病蟲害活性的內(nèi)生微生物菌株也大量積累，新的微生物物種被相繼提出，并不斷開發(fā)出重金屬抗性增強、難降解化合物的分解等新的應(yīng)用功能。同時，通過參與植物內(nèi)生微生物研究而得到基本科學(xué)訓(xùn)練的年輕學(xué)者也大量進入社會，我國植物內(nèi)生微生物的研究蘊含著巨大的發(fā)展?jié)摿Α５牵覈参镂⑸镅芯堪l(fā)展不平衡。在我國的期刊上發(fā)表的研究報告主要集中在醫(yī)藥方向和農(nóng)業(yè)方向，尤其是以生物醫(yī)藥開發(fā)為目標(biāo)的藥用植物內(nèi)生微生物的論文數(shù)量尤為突出[17,28-29]。而在大尺度生態(tài)學(xué)中十分重要的天然林木以及草原野草中的內(nèi)生微生物則報道相對較少[12,30-33]。在研究程度上也存在著“初步研究多、深入追究少”的特點。在生物活性和活性物質(zhì)研究方面，分離和初步鑒定多、周密的分類鑒定少，活性菌株的初級篩選多、達到或接近可應(yīng)用水平的篩選少，活性檢測和物質(zhì)初步提純多、化合物純化與鑒定少，發(fā)展到后期應(yīng)用的事例則寥寥無幾，有關(guān)生理活性物質(zhì)生產(chǎn)的基因及其調(diào)控的研究則更少[17,29]。在生態(tài)學(xué)研究方面，也存在微生物的群落結(jié)構(gòu)、生態(tài)分布、生活史研究、培養(yǎng)條件的優(yōu)化等都比較少的傾向[33-36]。此外，微生物的分離技術(shù)、培養(yǎng)技術(shù)、微生物的消除技術(shù)、接種技術(shù)等開發(fā)還相對薄弱。考慮這些內(nèi)生微生物的農(nóng)業(yè)應(yīng)用，能將植物內(nèi)生微生物進行工具化的上述操作技術(shù)也有待于今后進一步開發(fā)。因此，我國的植物內(nèi)生微生物研究的質(zhì)量進一步提高、應(yīng)用面繼續(xù)擴大、實用性大幅度增加的空間依然很大。
4我植物內(nèi)生微生物研究的成
4.1醫(yī)藥指向的研究
1993年，Strobel等發(fā)表了關(guān)于紅豆杉內(nèi)生真菌合成紫杉醇這一發(fā)現(xiàn)，在國際上形成了藥用植物內(nèi)生微生物開發(fā)的范式。受此范式影響，我國醫(yī)藥指向的植物內(nèi)生微生物研究以藥用植物為材料居多，尤以紅豆杉類植物、紅樹類植物、鬼臼類植物、石斛等蘭科植物以及銀杏等植物較為常見。紅豆杉屬(Taxus)植物主要有短葉紅豆杉(Taxusbrevifolia)、紅豆杉(T.wallachiana)、南方紅豆杉(T.chinensisvar.mairei)、云南紅豆杉(T.yunnanensis)、東北紅豆杉(T.suspidata)等，我國微生物學(xué)工作者從中分離得到了紫杉霉屬(Taxomyces)、鐮孢霉屬(Fusarium)、鏈格孢屬(Alternaria)、擬盤多毛孢屬(Pestalotiopsis)、曲霉屬(Aspergillus)等植物內(nèi)生真菌和內(nèi)生細菌。從這些微生物中又分別檢測到了抗腫瘤、抗氧化、抗動物病原物、抗病原媒介物、抑制特定酶活性等生物活性，分離到了生物堿類、苯丙素、萜類、醌類、脂類、酮類、酚類、有機酸類、甾體類等活性化合物及其衍生物，其中關(guān)于紫杉醇生產(chǎn)的研究報告最多[17,28-29,37-38]。常用的紅樹類植物主要包括生長在包括港澳地區(qū)在內(nèi)的華南沿海的紅海欖(Rhizophorastylosa)、秋茄(Kandeliacandel)、木欖(Bruguieragymnorrhiza)、桐花樹(Aegicerascorniculatum)、白骨壤(Auicenniamarina)、海漆(Excoecariaagallocha)等。我國微生物學(xué)工作者從中分離得到了鏈格孢屬(Alternaria)、曲霉屬(Aspergillus)、芽枝霉屬(Cladosporium)、鐮孢霉屬(Fusarium)、擬青霉屬(Paecelomyces)、擬盤多毛孢屬(Pestalotiopsis)、青霉(Penicillium)、莖點霉(Phoma)、葉點霉(Phyllosticta)、木霉(Trichoderma)、芽孢桿菌屬(Bacillus)等植物內(nèi)生真菌和內(nèi)生細菌[39-41]。從這些微生物中又分別檢測到了抗菌、抗腫瘤、抗氧化等活性，分離到了肽類、多糖類、尿囊素、異香豆素等活性化合物[37,40-42]。小柴科的桃兒七(Sinopodophyllumhexandrum)、八角蓮(Dysasmaversipellis)、南方山荷葉(Diphylleiasinensia)等鬼臼類(Podophylloideae)植物內(nèi)生微生物中有些菌株能合成具有抗腫瘤活性的鬼臼毒素(Podophyllotoxin)；銀杏(Ginkgobiloba)的內(nèi)生微生物中有些具有明顯的抗氧化作用；夾竹桃科的長春花(Catharanthusroseus)的內(nèi)生微生物中，鐮孢霉屬(Fusarium)真菌等有些能合成具有明顯的抗癌作用的長春新堿(Vincristine)；天麻(Gastrodiaelata)、石斛類植物(Dendrobiumspp.)等蘭科(Orchidaceae)植物中的密環(huán)菌屬(Armillaria)、角擔(dān)菌屬(Ceratobasidium)、皮傘菌屬(Marasmius)、鐮孢霉屬(Fusarium)、絲核菌屬(Rhizoctonia)等內(nèi)生真菌也生產(chǎn)多種生理活性物質(zhì)，獲得了高度的關(guān)注[17,29,37]。關(guān)于藥用植物的內(nèi)生微生物及其藥物指向的生理活性物質(zhì)的研究在我國如火如荼，從各個角度總結(jié)出來的綜述也層出不窮[9,37,43-44]，在此不一一贅述。但是王劍文，譚仁祥等提出的利用內(nèi)生菌寡糖誘導(dǎo)黃花蒿(Artemisiaannua)發(fā)根(Hairyroot)合成青蒿素(Artemisinin)的研究提示了植物內(nèi)生微生物利用的一個新方向[45]，提示了植物內(nèi)生微生物的作用并非一定要以微生物為主的思路，喚起我們對內(nèi)生菌和宿主兩者的相互作用的關(guān)注，值得借鑒。
4.2涉農(nóng)的植物內(nèi)生微生物研究
我們就是要通過控制糧堆的非生物因素來達到抑制微生物活動以確保儲糧安全，延緩儲糧品質(zhì)的陳化。
一、微生物是構(gòu)成糧食霉變的前提
糧食含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪及無機鹽等營養(yǎng)物質(zhì)，是微生物生長的天然培養(yǎng)基。 微生物包括真菌、細菌、放線菌及病毒等類群，對儲糧危害最大的微生物類群是霉菌。他們主要是半寄生菌，其典型代表是交鏈孢霉，此外還有芽枝霉、彎孢霉、黑孢霉等。在糧食收獲后感染和侵害糧食的腐生真菌。這類霉菌很多，但危害最嚴(yán)重的是曲霉和青霉。
一、般糧食都帶有微生物。在正常儲糧條件下，這些微生物處于抑制狀態(tài)，并不能對儲糧造成危害而霉變。因為除了健全的糧食對微生物具有一定的抵御能力外，儲糧環(huán)境條件對微生物的影響是決定糧食霉變與否的關(guān)鍵。只有當(dāng)環(huán)境溫、濕度條件適合，糧食水分增高時，微生物才能進行生長繁殖，糧食才可能發(fā)生霉變。由于糧食微生物廣泛分布在自然界中，不論田間或倉庫、土壤或空氣和水、農(nóng)具和倉具等一切空間和物體上，幾乎都是糧食微生物活動的場所。因此，在糧食收獲、儲藏、運輸、加工和銷售等各個流通環(huán)節(jié)中，注意環(huán)境衛(wèi)生，加強糧食清理，盡量防止、減少微生物污染，控制微生物區(qū)系的擴展，是糧食防止霉變的前提。
二、糧食微生物的危害
在與糧食儲藏相關(guān)的微生物中，放線菌和酵母菌的數(shù)量很少，對儲糧安全影響不大;細菌數(shù)量雖多，但由于生長條件的限制，其對儲糧的危害遠不及霉菌。霉菌是危及糧食安全的主要微生物類群。谷物不能及時干燥或儲藏期間水分過高，就有利于霉菌的生長，導(dǎo)致儲糧數(shù)量損失及品質(zhì)降低，尤其是在溫度較高時儲糧損失更為嚴(yán)重。糧食收獲后及時曬干了，在濕度較高的條件下儲藏仍然會導(dǎo)致儲糧水分含量回升，加速糧食霉變。此外塵土雜質(zhì)較多的不潔凈糧食攜帶微生物數(shù)量多，受機械損傷或害蟲危害的極易感染微生物。發(fā)展中國家每年由于害蟲及霉菌危害造成的糧食產(chǎn)后損失至少在10%-15%。
1、微生物浸染對儲糧品質(zhì)的影響
糧食霉變對糧食品質(zhì)產(chǎn)生的不利影響表現(xiàn)在：重量減輕、水分增加、脂肪酸值升高、酸度升高、氣味不正、發(fā)芽率降低、工藝品質(zhì)變劣等，從而降低了食用及飼用品質(zhì)，甚至完全喪失使用價值。
2、微生物對人畜造成的危害
霉菌的次級代謝產(chǎn)物真菌毒素會對人畜健康造成威脅。真菌毒素對機體的危害可體現(xiàn)在其對機體各個器官的損害，包括肝臟、 腎臟、脾臟、大腦、肺、消化系統(tǒng)、皮膚和生殖系統(tǒng)。真菌毒素可引起許多嚴(yán)重病變，歷史上曾有幾次嚴(yán)重的真菌毒素污染事件，
如歐洲的麥角中毒事件曾造成幾千人死亡;1960年在英國東南部由于黃曲霉毒素污染引起10萬只火雞死亡。真菌毒素由于種類、劑量的不同，造成機體危害的表現(xiàn)也是多樣的，可以是急性中毒，也可是肝臟中毒、腎臟中毒、神經(jīng)中毒、致癌、致突變。
在所有真菌毒素中以黃曲霉的毒性最強，因為它們可引起肝中毒、突變、癌變和免疫抑制等。黃曲霉素有如此廣泛的毒性，它是一組極毒的化學(xué)物質(zhì)，主要由黃曲霉寄生曲霉產(chǎn)生。隨氣候條件由溫帶到熱帶，地勢由高地到低洼草原地區(qū)，糧食、食品中黃曲霉毒素隨之增高，人畜攝入的機率也越高。黃曲霉毒素有很強的急性毒性，也有明顯的慢性毒性及致癌性。動物急性中毒主要表現(xiàn)為胃腸紊亂、貧血、黃疸、肝臟損傷，急性中毒黃曲霉素B1最強。慢性中毒表現(xiàn)為生長緩慢、發(fā)育停滯、體重減輕，生殖能力降低，可降低產(chǎn)奶和產(chǎn)蛋量，造成免疫抑制和反復(fù)侵害。人類食用被黃曲霉毒素污染嚴(yán)重的食品后可出現(xiàn)食欲減退、發(fā)熱、腹痛、嘔吐，嚴(yán)重者2-3周內(nèi)出現(xiàn)肝脾腫大、肝區(qū)疼痛、皮膚粘膜黃染、腹水及肝功能異常等中毒性肝炎癥狀。也可能出現(xiàn)心臟擴大、肺水腫，甚至痙攣、昏迷等癥。1988年國際癌癥研究機構(gòu)將黃曲霉毒素B1列為1A類致癌物質(zhì)，人類長期低劑量接觸可能會有影響，在食物中黃曲霉毒素污染嚴(yán)重地區(qū)，居民肝癌發(fā)病率升高。
三、糧食是構(gòu)成霉變的基礎(chǔ)
微生物為了生存，就必須從環(huán)境中分解和吸收營養(yǎng)物質(zhì)，用以合成自身的細胞物質(zhì)并獲得代謝所需要的能量。糧食就是微生物天然的營養(yǎng)庫。雖然各種糧食的營養(yǎng)成分含量不同，但微生物所必須的各種營養(yǎng)物質(zhì)，在糧食及制品中幾乎都有。所以，糧食是微生物良好的天然培養(yǎng)基，這正是在發(fā)酵工業(yè)中，常以糧食及副產(chǎn)品為原料的原因。但在糧食儲藏或食品保藏中，含有豐富營養(yǎng)物質(zhì)的糧食及其制品便構(gòu)成了微生物營養(yǎng)代謝和導(dǎo)致霉變的基礎(chǔ)。
因此，要收購顆粒飽滿、完整、無蟲、無病、干燥純凈的高品質(zhì)糧食，努力保護糧食的完整度和生活力，增強糧食自身的抗霉、防霉能力。好的糧質(zhì)是儲糧安全的基本條件。影響微生物的環(huán)境條件很多，主要是水分、溫度和氣體成分。其中水分最重要。
水是微生物生存的必須條件。水不僅是微生物細胞的重要組成成分，直接參與代謝作用，而且是各種生化反應(yīng)的媒介，此外，水還有調(diào)節(jié)滲透壓和溫度的功能。在過于干燥的環(huán)境里，微生物就不能生長。
儲糧環(huán)境的水分條件，包括大氣濕度、倉房濕度、糧堆濕度和糧食含水量。其中糧堆濕度和糧食含水量對糧食微生物的生長發(fā)育有直接的影響。不同的微生物對環(huán)境水分的要求是不同的。細菌和酵母菌對水分要求較高，而許多霉菌對環(huán)境水分要求不高，所以，對儲糧來說霉菌的危害遠比細菌和酵母菌大的多。
干生性霉菌生長的最低相對濕度為65%左右，與之相平衡的糧食水分，就是通常所說的“安全水分”。這種水分含量因糧種而不同，谷類糧食水分為13%左右，豆類水分為12%左右，油料水分為6%～8%。在這種低值水分條件下，微生物難以生長為害。因此，控制環(huán)境的水分條件，保持干燥，是糧食防霉的首要關(guān)鍵。 綜上所述，防止和減少微生物污染；提高糧食質(zhì)量使之具有抗霉能力；控制環(huán)境條件的水分，是糧食防霉的基本途徑和有效措施，才能保證儲糧安全。
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關(guān)鍵詞：解磷菌；解磷機制；發(fā)展與展望
中圖分類號：X172文獻標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）10023203
1引言
磷是植物細胞的重要組成元素之一，可參加植物的光合作用，且對植物代謝和遺傳起到重要作用。在我國，缺磷的現(xiàn)象非常嚴(yán)重占到土壤的74%，在北方，由于鹽堿地和鈣化土壤較多，可與土壤中的Ca2+結(jié)合，形成難溶的無效磷，無法被植物直接吸收利用。而在我國南方地區(qū)，由于降雨量充足，水土流失量大，全年日照充足，熱量豐富，形成了酸性強，鐵鋁含量高，土壤易板結(jié)的特點，難溶性的磷被鐵鋁離子所固定，形成難溶性磷酸鹽，而可溶性的磷卻被雨水所帶走，導(dǎo)致了山地土壤磷元素嚴(yán)重缺失，而且水體富磷化嚴(yán)重，再加之農(nóng)民不科學(xué)的施用磷肥，使土壤更加板結(jié)加重，通氣透水性更差，使得土壤更加缺磷和水體富磷化。
很多因素影響了土壤磷素的有效利用，然而解磷微生物對土壤中難溶磷酸鹽具有巨大的轉(zhuǎn)化能力，能將其分泌為植物生長所需的植物生長素類物質(zhì)，從而促進植物生長發(fā)育。解磷菌產(chǎn)生的酸性物質(zhì)可以加快含磷不溶有機化合物的分解，其分泌的植酸酶、核酸酶和磷酸酶等可與無機磷進行螯合，使不可利用的無機磷轉(zhuǎn)換成有效磷，促進磷素釋放[1] ，若用解磷菌作為生物肥料，其優(yōu)勢是顯而易見的：成本低，效果好，緩釋可持續(xù)，施用后不但可以增加作物產(chǎn)量，改善土壤質(zhì)量和結(jié)構(gòu)，還能提高土壤有機質(zhì)含量，提高土壤中磷的有效利用率，節(jié)肥增產(chǎn)，對保持生態(tài)環(huán)境平衡具有重要意義。
目前，對解磷微生物的研究主要是集中在以下幾個方面。
（1）解磷微生物的分離、純化和鑒定等工作（類群的研究）；
（2）對解磷微生物分布規(guī)律和數(shù)量以及同植物的協(xié)同等作用的研究；
（3）對解磷機制的分析研究；
（4）對如何開展解磷微生物的研究方法進行討論；
（5）不斷地發(fā)現(xiàn)新的效果更好，能夠與多種植物共生的優(yōu)良微生物和菌肥。
2解磷微生物的研究概況
1935年蒙基娜從土壤中獲得一株解磷巨大芽孢桿菌（Bacillus megatherium phosphaticum）[2]。隨后，陳廷偉、Sperber、尹瑞玲等對解磷微生物不斷進行研究，發(fā)現(xiàn)了歐文氏菌、假單胞菌、產(chǎn)堿菌、多粘芽孢桿菌、枯草桿菌等[3～5]。1998年林凡等研究了水稻經(jīng)聯(lián)合固氮菌的浸種后，該菌劑在全國12個省市的應(yīng)用結(jié)果表明其對水稻的增產(chǎn)效果非常明顯[6]。
3解磷微生物的種類
能夠分解磷的微生物主要為細菌、真菌和放線菌。目前已經(jīng)報道的解磷細菌主要有芽孢桿菌（Bacillus）、假單胞桿括菌（Pseudomonas）、歐文氏菌（Erwinia ）、土壤桿菌（Agrobacterium ）、沙雷氏菌（Serratia）、黃桿菌（Flavobacterium）、腸細菌（Enterbacter）、微球菌（Micrococcus）、固氮菌（Azotobacter）、根瘤菌（Bradyrhizobium）、沙門氏菌（Salmonella）、色桿菌（Clromobacterium）、產(chǎn)堿菌（Alcaligenes）、節(jié)細菌（Arthrobacter）、硫桿菌（Thiobacillus）、埃希氏菌（Escherichia）。真菌類主要有青霉菌（Penicillium）、曲霉菌（Aspergillus ）、根霉（Rhizopus）、鐮刀菌（Fusarium）、小菌核菌（Sclerotium）。放線菌有鏈霉菌（Streptomyces AM）、菌根菌（Arbuscular Mycrrhhiza）[7～9]。
在不同作物根際和不同土壤性質(zhì)之間，解磷菌種群分部是存在差異的。如尹瑞玲[5]發(fā)現(xiàn)在東北黑鈣土中，主要以芽孢桿菌和假單孢桿菌為主，紅壤和黃棕壤中解磷菌種類則較為繁多。林地中主要是假單胞桿菌屬和沙門菌屬，而無機磷細菌種類比較少。溶磷微生物數(shù)量因土壤不同而不同，黑鈣土>黃棕壤>白土>紅壤>磚紅壤>瓦堿土。
解磷菌在不同植物根圈不同區(qū)域的數(shù)量分部也是不同的，Katznelson（1962）[10]對小麥根圈解磷細菌分部的研究得到，根際上的解磷菌要比非根際的高6～18倍。林啟美和趙小蓉對小麥和玉米的研究也表明根際土壤比非根際土壤高10～100倍。
2014年10月綠色科技第10期
陳治宇，等：解磷微生物研究進展工程與技術(shù)
4解磷微生物的分布
林啟美等在分析草地、林地、農(nóng)田和菜地壤中解有機磷的細菌和解無機磷細菌的數(shù)量和種群結(jié)構(gòu)時，發(fā)現(xiàn)有機磷細菌數(shù)量要比無機磷數(shù)量多，尤其是菜地中細菌數(shù)量和種類最多[11]。不同作物的根際所分布的解磷微生物的種群也存在差異。SundaraRao和Sinha發(fā)現(xiàn)小麥根際解磷菌主要為芽孢桿菌屬（Bacillus）和埃希氏菌屬（Escherichia）[12]。Elliott等報道春小麥根際解磷菌主要為芽孢桿菌屬（Bacillus）、假單孢菌屬（Pseudomonas）、鏈霉菌屬（Streptomyces）[13]。趙小蓉等研究發(fā)現(xiàn)玉米成熟時期根際有機磷細菌為假單胞菌屬和黃桿菌屬，無機磷細菌為歐文氏菌屬[9]。
5土壤中磷的有效性和轉(zhuǎn)化過程
土壤中的磷是以有機和無機兩種形式存在的。
有機磷一般是存在于植物枯枝落葉和動植物尸體當(dāng)中（主要存在形式為核酸、磷脂、磷酸肌醇和部分含磷蛋白質(zhì)），有機磷微生物需要很長時間慢慢分解才能釋放出來，但是這也要考慮到當(dāng)?shù)丨h(huán)境的復(fù)雜性，尤其在干旱或無動植物活動的地區(qū)，有機磷含量非常有限，但是在熱帶雨林等自然氣候復(fù)雜，多雨，多動植物的地區(qū)，有機磷和解磷微生物都非常活躍，導(dǎo)致這些地區(qū)生有機磷含量較高。
土壤中無機磷的存在形式主要是被固定在巖石中（原生礦石和次生礦石），包括磷灰石和一些閉蓄態(tài)、非閉蓄態(tài)（磷酸鐵，磷酸鋁，磷酸三鈣）鹽組成，這與土壤類型關(guān)系非常密切，一般也不容易釋放出來，不能達到供植物吸收利用的目的。
在我國的南方地區(qū)，主要是以酸性土壤為主（紅壤，磚紅壤，赤紅壤），由于日照強烈、雨水充足的原因，風(fēng)化程度高。而且鐵鋁含量較高，多數(shù)可利用的磷肥被大量游離的鐵鋁離子所固定并轉(zhuǎn)化為磷酸鐵和磷酸鋁，這兩種化合物含磷量可高達80%～90%之多[14，15]，而部分游離態(tài)的磷元素由于淋溶作用被雨水帶走。北方地區(qū)，主要是鹽堿性土壤，由于風(fēng)化程度低，土壤中含有大量的鈣離子，可與游離的磷素很快轉(zhuǎn)化為可沉淀的磷酸二鈣進而轉(zhuǎn)化為磷酸八鈣，最終轉(zhuǎn)化為磷酸十鈣[14，16]。尤其是石灰性土壤中的無機磷主要以磷酸和鈣占主導(dǎo)，平均占無機磷總量的70%以上，其次是磷酸八鈣占10%左右，磷酸二鈣占1%，磷酸鐵和磷酸鋁較少占無機磷的4%～5%，氧化磷占10%左右[14，17]。
6解磷能力測定方法
測定微生物是否具有解磷能力一般有兩種方法：一是鉬磷比色法；二是同位素示蹤法。
6.1鉬磷比色法
將解磷微生物加入不溶性磷化物[如Fe3（PO4）2]，與不含解磷微生物的培養(yǎng)液進行對照，培養(yǎng)一段時間后，過濾，再將濾液經(jīng)鉬磷試劑處理，讓培養(yǎng)液顯色后，比色，間接求出溶解性磷的含量[4]。梁紹芬等還采用離心除去細胞后測定水溶磷的含量；還有報道將菌株接種于30mL不溶性磷化物的培養(yǎng)基中經(jīng)過21d培養(yǎng)后，再加入0.1mol/L的HCl震蕩過濾后進行測定，他們認為能夠被HCl提出來的無機磷都屬于微生物分解獲得的磷[18]。但是考慮到微生物在自身的生長繁殖過程中能夠分泌一些含有溶解性磷酸鹽的能力，而且有些磷被微生物吸收后駐藏在有機體中，所以這種方式不能較為準(zhǔn)確地測定解磷菌的解磷能力，必須通過消煮和過濾才能準(zhǔn)確反應(yīng)微生物解磷能力[19]。
6.2同位素示蹤法
測定培養(yǎng)基中植物吸收的同位素可溶性磷的含量。具體做法是：在已有可溶性P33的溶液中加入解磷菌和不溶性P32，培養(yǎng)一段時間后，放入一直能夠水培的植物幼苗，使植物生長一段時間進行同位素P32的檢測（對照組是只含可溶性P33和不溶性P32），測定植物體內(nèi)P32的增加量。尹瑞玲等利用從土壤中分離出的265株解磷菌來分解摩洛哥磷礦粉，其平均分解能力為2～30mg/g[4]。
7解磷機制研究
趙小蓉、林啟美等人研究發(fā)現(xiàn)，微生物的解磷機制被認為是由于微生物能夠分泌一些酸性物質(zhì)，其不但能夠降低土壤pH值而且能夠使難溶的磷酸鐵、磷酸鈣、磷酸鋁、磷酸鎂等不溶性磷酸鹽溶解。林啟美等還發(fā)現(xiàn)細菌能夠分泌檸檬酸、乙酸、蘋果酸、乳酸、丙酸等有機酸，而且不同菌株之間的差異還很大；真菌分泌的卻比較復(fù)雜，種類較多，同種菌株之間差別也比較大，一般是草酸、酒石酸、檸檬酸、丁二酸、乳酸和乙酸等。趙小蓉等的研究還表明，微生物的解磷能力與培養(yǎng)基中pH值存在一定的相關(guān)性（r=0.732），但同時也提出培養(yǎng)介質(zhì)pH值的下降，其實并不是解磷的必要條件，表明不同的有機酸對鐵鋁鈣等難溶性磷酸鹽的分解能力也存在差異。Illmer et al發(fā)現(xiàn)在有些不產(chǎn)生有機酸的微生物中，也具有溶解磷酸鹽的現(xiàn)象，其本質(zhì)可能與呼吸作用（產(chǎn)生的氫離子）有離子交換作用的存在。Penicillium effuscum現(xiàn)象的研究也表明，微生物在交換陽離子的過程中，利用ATP轉(zhuǎn)化時所產(chǎn)生的能量，將氫離子放在細胞的表面，能夠促進有機磷的溶解[20]。多硫細菌屬的細菌可以依靠氧化硫產(chǎn)生的硫酸來溶解難溶性的磷[21]。
AM（Arbuscular Mycorrhiza）菌根菌近年來也是研究得較多的，它能夠促進植物對磷元素的吸收，增加植物磷的含量促進植物生長。宋永春[22]對缺磷土壤施用植酸和卵磷脂的實驗中發(fā)現(xiàn)，菌根菌能夠增加土壤酸性磷酸酶和堿性磷酸酶的活性，使土壤中的磷素有效化。Arihara等在對AM與玉米生長關(guān)系的研究顯示，播種前土壤中有效磷含量相同，玉米的產(chǎn)量也和AM根菌的施入成正相關(guān)[23]。AM菌株能夠促進植物磷吸收的主要機制為：AM菌根能夠增加植物根系吸收磷素的表面積，增加了磷溶圈的面積，并轉(zhuǎn)化和傳遞給植物，且AM菌根能夠提高酸性磷酸酶和堿性磷酸酶的活性，使轉(zhuǎn)化的效率提高。
8解磷微生物發(fā)展方向和未來展望
（1）必須從分子方面去追尋，去了解解磷微生物的分子機制，從DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯方面去全新地認識解磷基因或者是促解磷基因。在解磷過程中有哪些小分子RNA或小分子蛋白質(zhì)信號的變化以及細胞從接收信號到做出具體反映的微變化，從而更全面地了解解磷微生物。
（2）通過轉(zhuǎn)基因或分子、細胞雜交的方式，篩選出高效、生存能力強、變異率小、比較穩(wěn)定的，無論在什么環(huán)境、什么土壤中都能很好地生存的解磷微生物。
（3）解磷菌的種類較為繁多，我們可以通過采集不同地區(qū)，不同環(huán)境的土壤或水體的解磷微生物進行系統(tǒng)研究，鑒定和分離，提取DNA，利用系統(tǒng)聚類的方式將解磷真菌和細菌的種屬關(guān)系一一確定。
（4）要對解磷菌和其他的根際微生物的協(xié)同等相互關(guān)系、發(fā)生、發(fā)展進行研究。
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論文摘要：介紹了獸醫(yī)用抗微生物藥當(dāng)前發(fā)展及應(yīng)用的現(xiàn)狀，指出必須根據(jù)動物疾病的種類、藥物的理化性質(zhì)、動物的生理特性，科學(xué)規(guī)范地使用抗微生物藥物（抗生素），才能很好地解決生產(chǎn)實踐中的問題。
抗微生物藥是指對病原微生物（細菌、病毒、支原體、真菌等）具有抑制或殺滅作用的藥劑，主要用于全身感染的藥物，包括抗生素、化學(xué)合成抗菌藥、抗真菌藥與抗病毒藥。抗微生物藥品用于臨床獸醫(yī)已有多年，在促進動物生長、提高養(yǎng)殖經(jīng)濟效益方面發(fā)揮了重要的作用。從20世紀(jì)50年代開始至今，大量的試驗表明，抗微生物類藥物具有較好的免疫調(diào)節(jié)作用，能增強或減弱機體免疫功能。但廣泛應(yīng)用也帶來了許多新問題，如不合理使用和濫用造成巨大的經(jīng)濟損失、藥物殘留間接危害人類健康等。
1抗微生物藥物免疫調(diào)節(jié)作用機制
抗微生物藥物的免疫調(diào)節(jié)機制常見的有：
（1）影響巨噬細胞粘附、趨化、吞噬和殺菌作用。
（2）影響抗原或有絲分裂原刺激下淋巴細胞向母細胞分化、增殖。
（3）影響抗體生成和補體活化。
（4）使免疫器官受到抑制，進而使免疫活性細胞的生長受到抑制，或使其易于破壞。
（5）穿過細胞膜進入某些細胞，如巨噬細胞和免疫活性細胞，直接破壞細胞的吞噬功能、生長代謝功能以及產(chǎn)生各種細胞因子的功能。
2藥物殘留的檢驗方法
抗菌藥物的廣泛使用，使耐藥問題日益突出。肉類、蛋類及乳品內(nèi)的藥物殘留成為影響人類健康最為嚴(yán)重的問題。藥物殘留的檢驗成為控制藥物殘留的關(guān)鍵。測定藥物殘留的方法很多，大致可分為3種：一是利用生物測定法（Bioassay），二是化學(xué)分析法（Chemicalanaiysis），三是兼生物和化學(xué)的酶聯(lián)免疫檢查法（Enzymeimmunoassay）。
為能快速確定動物食品中是否有殘留及大致確定殘留藥物的類別，國外通常做法是遵循一定程序?qū)Ρ粶y產(chǎn)品進行取樣，按規(guī)范要求對樣品進行快速篩選檢驗，然后再用更精確的方法確證超標(biāo)藥物的品種和準(zhǔn)確含量。在快速篩選檢驗的程序中，細菌抑菌試驗法起到非常重要的作用，它可在短時間內(nèi)進行大批量樣品的實驗，而且經(jīng)濟、敏感性好。
3藥敏試驗
藥敏試驗是臨床選用抗生素藥物的重要論據(jù)。不斷推出的新抗生素藥物在與疾病斗爭中做出了巨大的貢獻，但由于抗生素的濫用，導(dǎo)致臨床致病菌耐藥率越來越高，多重耐藥菌感染日益增多，臨床抗感染工件日趨困難，這種現(xiàn)象必須引起醫(yī)藥工作者的高度關(guān)注。
由于經(jīng)濟原因及部分地區(qū)缺乏相應(yīng)的臨床用藥監(jiān)測條件，個體化給藥無法開展。細菌藥敏試驗也不普及，在使用抗生素時只憑經(jīng)驗和習(xí)慣性用藥，常造成本地區(qū)抗生素的亂用和濫用，致使耐藥株增加。
4抗微生物藥物PK-PD研究
藥代動力學(xué)（Pharmacokinetics，PK）和藥效動力學(xué)（Phar-macodynamics，PD）研究可以描述藥物對微生物產(chǎn)生效應(yīng)的時間動力學(xué)過程及時間作用類型，對評價藥物的有效性、推測最佳治療劑量和用藥間隔、不良反應(yīng)最小化以及避免或減少藥物耐藥性都有指導(dǎo)性的作用。因此，PK-PD研究是抗菌藥物合理應(yīng)用的基礎(chǔ)，對于全面反映藥物、宿主及微生物三者之間的關(guān)系，評價藥物療效，制定最佳臨床給藥方案具有重要的理論和實際意義。
PK-PD整合用于優(yōu)化獸藥給藥方案剛剛起步，相比人藥在此方面的研究仍有較大的差距，應(yīng)進行各種藥物在動物體內(nèi)體外的試驗來獲得數(shù)據(jù)并用于獸藥給藥方案的優(yōu)化。給藥方案的優(yōu)化體現(xiàn)在細菌的清除和癥狀的痊愈、耐藥菌出現(xiàn)的幾率最低、不良反應(yīng)減少等方面。在獸藥抗微生物藥物的臨床應(yīng)用中，PK-PD參數(shù)對制訂合理有效的給藥方案、降低獸醫(yī)臨床上細菌耐藥性有重要意義，有望成為未來獸藥生產(chǎn)廠家藥物開發(fā)與研究、設(shè)計合理劑型與給藥方案的重要依據(jù)。
5獸用微生物制品技術(shù)開發(fā)
作為畜禽疾病預(yù)防控制的有力武器，獸用生物制品在畜牧業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。畜牧業(yè)的發(fā)展帶動了獸用生物制品的技術(shù)進步，后者的進步又促進了畜牧業(yè)的繁榮。同時也應(yīng)該看到，作為一種特殊的獸藥，其研究成果為動物與人類的健康、現(xiàn)代生物科學(xué)探索等做出了巨大貢獻。但由于生物制品本身的特性和安全防護方面的漏洞，也會出現(xiàn)某些生物災(zāi)害，造成不應(yīng)有的損失。
微生物制品是抗生素、化學(xué)藥品、激素類的理想替代品。它除具有中草藥的優(yōu)點外，還有一般中草藥沒有的優(yōu)點，即對畜禽的營養(yǎng)作用。微生物制品的研制、應(yīng)用理論目前日趨成熟和完善，微生物制品生產(chǎn)工藝由實驗室轉(zhuǎn)向工廠化，生產(chǎn)品種規(guī)格日益豐富，為獸用微生物制品的開發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)。
微生物制品的生產(chǎn)應(yīng)用也存在一些問題，如發(fā)酵生產(chǎn)難度大、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)難統(tǒng)一，加工儲運過程中耗氧、高溫均使其大量失活，動物胃酸對微生物有滅活作用，在胃腸道定植能力不強，顆粒飼料制粒過程中微生物失活，使用效果不穩(wěn)定。因此，微生物制品生產(chǎn)、應(yīng)用技術(shù)開發(fā)要圍繞以下問題進行：一是微膠囊包埋；二是研制微生物在動物消化道中賴以生存的營養(yǎng)物質(zhì)，如寡糖。
6抗微生物藥的合理應(yīng)用
抗微生物藥物是目前獸醫(yī)臨床使用最廣泛和最重要的藥物，對控制家禽傳染病起著巨大的作用，但當(dāng)前不合理用藥較為嚴(yán)重，常造成治療失敗、不良反應(yīng)增多、藥品浪費、細菌耐藥性產(chǎn)生、獸藥殘留等，為了充分發(fā)揮抗菌藥物的療效，必須切實合理地使用抗菌藥物。
（1）嚴(yán)格掌握適應(yīng)癥。推斷或判定病原微生物，選用適當(dāng)藥物，如革蘭氏陽性菌感染可選用青霉素類、大環(huán)內(nèi)酯類等，革蘭氏陰性菌感染可選用氨基糖苷類、氯霉素類和氟喹諾酮類等，雞慢性呼吸道病選用氟喹諾酮類、泰樂菌素、泰妙菌素等。
（2）制定給藥方案。根據(jù)藥動學(xué)特征，制定合理的給藥方案，保證劑量合適、療程充足和防止不良反應(yīng)。
（3）避免耐藥性的產(chǎn)生。不濫用抗菌藥物，能不用盡量不用，單一藥物有效不要聯(lián)合用藥；及時、足量、療程恰當(dāng)；盡量避免局部用藥和長期用藥；病因不明或病毒性感染不要輕易使用抗菌藥物。
（4）強調(diào)綜合性治療措施。加強飼養(yǎng)管理，改善家禽體況，增強機體免疫力；糾正水、電解質(zhì)平衡失調(diào)等。
（5）抗菌藥物的聯(lián)合應(yīng)用要合理。①聯(lián)合用藥必須有明確的特征：一種藥物不能控制的嚴(yán)重感染或混合感染；病因未明危及生命的嚴(yán)重感染；易出現(xiàn)耐藥性的細菌感染；需長期治療的慢性疾病。②必須根據(jù)抗菌藥的作用特性和機理進行選擇，避免盲目組合。根據(jù)抗菌藥物作用特點，可將抗微生物藥分為4類：Ⅰ類為速效殺菌劑，如青霉素類、頭孢菌素類；Ⅱ類為慢效殺菌劑，如氨基糖苷類、多黏菌素類；Ⅲ類為速效抑菌劑，如四環(huán)素類、氯霉素類、大環(huán)內(nèi)酯類；Ⅳ類為慢效抑菌劑，如磺胺類。I類與Ⅱ類合用出現(xiàn)協(xié)同作用，I類與Ⅲ類合用出現(xiàn)拮抗作用，I類與Ⅳ類合用無明顯影響，其他合用多出現(xiàn)相加或無關(guān)作用。作用機理相同的藥物合用療效并不增強，但可能相互增加毒性或出現(xiàn)拮抗作用，如氨基糖苷類之間或氯霉素、大環(huán)內(nèi)酯類、林可霉素類之間。③注意藥物間配伍禁忌。
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