未培养微生物

uncultured microorganism

定义：自然状态下存在，而应用目前人工培养技术尚不能分离培养的微生物。

学科：微生物学_微生物生态学

相关名词：代谢产物 丰度 原位培养 宏基因组学

图片来源：视觉中国

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微生物是地球上最丰富的细胞生命形式，它们在陆地和水生环境中的细胞数量超过了5×10³⁰个，这比动植物细胞的总和还多至少2到3个数量级。从科赫发明平板分离法至今的一百多年中，人们已经利用传统培养法分离了成千上万种微生物，然而目前可培养微生物预计仅占微生物种类的不到1%，大部分微生物是应用目前的培养技术尚不能分离培养的未培养微生物。

存在未培养微生物的原因有很多方面，目前被认可的主要包括：

1.培养基或培养条件不完善，因此无法提供目的微生物生长所需的营养需求及培养条件。

2.与微生物的生理状态有关，有些微生物处在存活但不可培养状态，实验室的培养条件不能使这些微生物复苏。

3.微生物在自然生长状态下可能存在相互依赖的关系，例如一个微生物物种的代谢产物可能是其他微生物的生长必须条件，实验室培养如果破坏了这些微生物之间的依赖关系，无疑会增加微生物的培养难度。

4.有些微生物在自然界中丰度较低，且生长的竞争力弱，造成实验室培养的失败。

5.部分寡营养或生长缓慢的微生物生长速率低，在培养时间短或检测手段不够灵敏的情况下，其生长往往被忽略，表现为“未培养”状态。随着研究的不断深入，更多的未培养微生物不可培养的原因也在陆续被揭示。

人类社会的快速发展使人们对微生物资源的需求日益增加，改变微生物不可培养的现象被认为是微生物学的重要问题，微生物学家通过两种策略试图去描述、接近和利用未培养微生物。一种策略是开发新的培养方法对未培养微生物进行分离，例如原位培养、微流控培养、绝迹稀释培养等；另一种策略是跨越微生物培养过程，直接通过“迷失”微生物的基因去挖掘它们的信息和产物，例如宏基因组学技术等。

微生物是一把双刃剑，对人类健康、工农业发展等都有着重要影响，其中蕴含着许多需要深入挖掘的资源，对未培养微生物的研究将使人们触及丰富的微生物多样性，给人类发展带来新的机遇。

（延伸阅读作者：东北师范大学生命科学学院教授 李凡）

责任编辑：张鹏辉