海洋微生物非常全

1、海洋微生物难培养的原因
同时，实验室培养无法完全模拟海洋环境，而生存环 境的巨大改变往往导致微生物不可培养。 (1) 在海洋中，微生物处于开放、流通的大环境，但在实验 室培养时，微生物只能在恒温、恒湿的条件下生长。 (2)实验室传统的微生物培养方法是平板培养或液体震荡培 养，这种培养方式与海洋微生物原始的生活环境差距太大 ，也会导致微生物的不生长。 (3)目前微生物的培养基只有有限的几种营养成分，不能提 供微生物生长繁殖的一些必须的元素物质。
海洋微生物来源的天然产物化合物具有高度的化学多 样性(结构类型包括生物碱、聚酮、萜类、大环内脂、肽 类、脂肪酸、酰胺等)和生物活性多样性(包括抗病毒、抗 菌、抗炎、抗肿瘤等多种活性)。
特性
与陆地相比，海洋环境以高盐、高压、低温和稀营养为 特征。海洋微生物长期适应复杂的海洋环境而生存，因而有 其独具的特性。
1、海洋微生物难培养的原因
研究发现，当向含低浓度铁（含0.1 μM Fe(III)）的 培养基中加入外源的铁载体和C8-HSL(辛酰基高丝氨酸环内 酯)时，原本在低浓度铁培养基上不能生长的海洋细菌也能 形成菌落。这说明本身不能产生铁载体的海洋细菌在其他能 产生铁载体的细菌存在的情况下也能从环境中获取铁，这是 微生物之间的一种共生关系。
1、海洋微生物难培养的原因
1.4 生长缓慢的微生物Leabharlann Baidu忽视 当把微生物从原始的生态环境中突然转入人为的环境时
，适合生长的微生物占据优势地位,它们对营养成分的大量摄 取使生长缓慢的微生物得不到充足的营养而生长受到限制。 在培养基平板上，一个菌落中细胞的数目至少为105个才能用 肉眼观察到，而那些生长速度较慢、其生长达不到高密度的 细菌种类，在培养基上用肉眼是看不到菌落的，从而导致这 些微生物的生长不被发觉，表现为“不可培养”。
海洋环境具有高盐、高压、低温、缺氧等特点，海洋 微生物形成了有别于陆生生物的独特新陈代谢途径、生存 繁殖方式、适应机制, 从而代谢产生结构独特的、具有多 种生物活性的次级代谢产物。
概述
在过去的几时年间，从陆生微生物中发现新型生物活 性物质（如新型抗生素）的速度越来越慢，人们越来越多 的把目光集中在海洋微生物上（例如海洋放线菌、粘细菌 等），希望从中发现新型生物活性分子。
1、海洋微生物难培养的原因
1.3 氧化胁迫引起细胞损伤 当海洋中的微生物从自然环境突然转入人为环境时，一
些对新环境适应能力较强或生长较快的微生物很快形成肉眼 可见的菌落，这些生长快的微生物会产生大量过氧化物、自 由基和超氧化物，这些物质的存在使那些适应能力较差或生 长较慢的微生物细胞受到损伤，从而不能生长。
1、海洋微生物难培养的原因
1.2 培养条件与原生态环境差别太大 由于自然界中微生物数量庞大，其可利用的营养物质极
其匮乏，多数处于“寡营养”状态。常规的微生物培养基 ，其营养物浓度远远高于微生物生长的自然环境，高浓度 的营养物质可能比较适合于那些生长速度快且对高浓度营 养物质有抵抗能力的微生物，但是对那些生长速度较慢的 微生物可能有抑制作用，甚至会出现底物加速死亡 (Substrate accelerateddeath)现象。
1.嗜盐性
2.嗜压性
3.嗜冷性
特性
4.低营养性 5.趋化性与附着生长 6.多形性 7.发光性
研究进展
海洋微生物包括可培养微生物和未可培养微生物, 对于 可培养微生物的研究在很早就已经开展。然而海洋微生物中 绝大多数还是未可培养微生物, 对于海洋未可培养微生物的 研究才刚刚展开,如何快速大量地分离、培养和鉴定海洋生 态系统中的微生物，成了深入研究海洋微生物及大规模从海 洋微生物中筛选生物活性物质的瓶颈。
海洋微生物的研究进展
2014年4月29日
主要内容
一、海洋微生物的概述 二、未培养微生物的研究 三、海洋微生物培养的新方法 四、前景展望
概述
人类生存在一个被海洋覆盖的星球，海洋占地球表面 的70%以上，海洋中的微生物包括细菌、真菌、放线菌及 病毒等，提供了地球近一半的初级生产力，影响气候变化 ，参与物质和能量循环等。
1、海洋微生物难培养的原因
1.1 实验室的纯培养破坏了微生物细胞之间的交流 许多海洋微生物与其他海洋生物/微生物处于共生状态，
或其生长受周围其他海洋生物/微生物代谢产物以及一些其 它生长因子的影响，离开原生态环境则难以生长。 例如：铁是所有微生物的一种必需元素，而实际上海水中的 铁浓度非常低(＜0.4μM )，并且只有极少数海洋细菌能够 产生从环境中获取铁的铁载体（siderophores），这是一种 小分子量铁螯合化合物。
1、海洋微生物难培养的原因
1.5 活的非可培养（VBNC）状态细菌的存在 细菌的VBNC状态，是指某些细菌处于不良环境条件下
，其整个细胞常缩小成球形，用常规培养基在常规条件下 培养时不能使其繁殖，但它们仍然具有代谢活性。这时细 菌呈休眠状态，是细菌的一种特殊存活形式。
2、对未培养微生物的研究
由于上述的种种原因，大多数海洋微生物尚未被培 养。目前，对不能进行纯培养的微生物的主要研究是依赖 分子生物学手段，不需要对微生物进行培养，直接提取微 生物基因组，通过基因组学、蛋白质组学等手段来了解未 培养微生物的代谢途径、基因表达的调控机制等信息。
1、海洋微生物难培养的原因
另外，在饥饿状态下大多数微生物基因表达所涉及的 cAMP、与大多数革兰氏阴性菌的密度感应系统(quorum sensing)密切相关的酰基高丝氨酸内酯(HSLs)分子等都可能 是细胞之间沟通的信号分子。实验室对海洋微生物的纯培养 破坏了微生物之间的这种共生状态，微生物之间的信息交流 被阻断，生长必需的信号分子和生长因子缺乏，如许多海洋 细菌离不开藻类分泌的生长因子和维生素，所以表现为不可 培养。
1、海洋微生物难培养的原因
基于16S rDNA序列分析的研究方法显示，海洋中的绝 大多数微生物都未获得纯培养。Kogure等用直接活菌镜检 计数法发现海水中90%以上的细菌都是活的，但是在培养 基平板上却仅有少数的细菌（0.01-0.1%）能形成可见的 菌落。大多数海洋微生物不能获得纯培养的原因可能是多 方面的。