微生物学-绪 论

1、绪 论 Introduction1.1 What are the microbe and microbiology?1.2 The history of microbiology 1.3 The importance of Microbiology1.4 Important events in the development of microbiology第一节 微生物 与 微生物学Microorganism and Microbiology一、微生物 （一）概念：微生物是一类形体微小、单细胞或个体较为简单的多细胞，甚至无细胞结构的低等生物的总称。 简单地说是人们对肉眼看不见的细小生物的总称。

2、指显微镜下的才可见的生物，它不是一个分类学上的名词。但其中也有少数成员是肉眼可见的，例如近年来发现有的细菌是肉眼可见的， 1993 年正式确定为细菌的 Epulopiscium fishlsoni 以及 1998 年报道的 Thiomargarita namibiensis ，均为肉眼可见的细菌。所以上述微生物学的定义是指一般的概念，是历史的沿革，但仍为今天所适用。 The word microbe (microorganism) is used to describe an organism that is so small that, normally, it cannot be seen

3、 without the use of a microscope. Viruses, bacteria, fungi, protozoa and some algae are all included in this category.细胞结构核结构微生物类群无细胞结构无核病毒亚病毒拟病毒类病毒朊病毒有细胞结构原核 古细菌真细菌放线菌蓝细菌 真核 酵母菌霉菌 藻类 原生动物（二）种类 Microbial worldOrganisms Infectious agents Prokaryotes (unicellular)eukaryotesvirusesviroidsprionsEubacter

4、iaArchaeaAlgae (unicellular or multicellularFungi (unicellular or multicellularProtozoa (unicellular)Other multicellular organisms（三）微生物的共同特点个体微小， 结构简单 代谢活跃， 方式多样 繁殖快速， 容易变异抗逆性强， 休眠期长 种类繁多， 数量巨大 分布广泛， 分类级宽个体微小 一般微生物以mm表示其大小 （每 g 细菌的个数可达 10 10 个 ）病毒用nm表示大小结构简单 单细胞 简单多细胞 无细胞代谢活跃 吸收、转化物质速度极快。 发酵乳糖的细菌每小

5、时可分解其自重的100010000倍 产朊假丝酵母合成蛋白质的能力较大豆强100倍，较成年公牛强105倍以同等体积计，一个细菌在 1 小时内所消耗的糖即可相当于人在 500 年时间内所消耗的粮食。 方式多样 能利用的有机基质极为广泛，CO2 ，甚至有毒物质有机化能，无机化能 光能 好氧呼吸，厌氧呼吸，发酵，（兼性） 途径多种多样 产物多种多样：蛋白质、多糖、核酸、脂肪、抗生素、维生素、毒素、色素、生物碱， CO 2 、 H 2 O 、 H 2 S 、 NO 2 -1 、 NO 3 1 、 SO 4 2 繁殖快速 大肠杆菌在适宜条件下37oC时的世代时间为18min，每24 h可分裂80次，即增

6、殖数为1.2x1024个后代。容易变异 微生物的自然变异频率可达10-510-10 变异可涉及到任何形状 形态构造，代谢途径，生理特性，抗原抗性，产物种类，产物数量如常见的人体病原菌抗药性的提高，常需要提高用药剂量，则是病原菌变异的结果。抗生素生产和其他发酵性生产中利用微生物变异，提高发酵产物产量。最典型的例子是青霉素的发酵生产，最初发酵产物每 ml 只含 20 单位左右，而现在已有极大的增加，甚至接近 10 万单位了。 抗逆性强 抗热性：100，250，300 抗压性 ：265atm抗寒性 ：-12抗酸性 ：0.5抗碱性 ：10.7抗干燥性 抗缺氧性 抗辐射性 抗毒物性休眠期长 具有特殊的休

7、眠构造：芽孢，孢子，胞囊 菌丝体特异结构 ：菌核，菌索 芽孢休眠期可达几年，几百年，上千年甚至报导过 3 000 4 000 年前埃及金字塔中的木乃尹上至今仍有活的病原菌。 种类繁多 目前已确定的微生物种类有105以上，每年仍以几百上千的新种在被发现 目前所了解的微生物种类仅仅为自然界中的0.1%-1%左右数量巨大 每g土壤含几亿个细菌 人体肠道内菌体总数达100万亿个左右, 约2kg 全球海洋中的微生物总重量达280亿吨每 g 新鲜叶子表面可附生 100 多万个微生物 分布广泛 除了“明火”，火山喷发中心区和人为的无菌环境外，都有微生物的存在，上至几十千米外的高空，下至地表下几百米的深处，海

8、洋上万米的水底层，土壤、水域、空气，动植物和人类体内外，都已分布有各种不同的微生物。 分类级宽 微生物横跨了生物六界系统中无细胞结构生物病毒界和细胞结构生物中的原核生物界、原生生物界、菌物界（真菌界）除了动物界、植物界外，其余各界都是为微生物而设立的，范围极为宽广。（四）微生物在生物系统发育中的地位1969年Whittaker提出五界分类系统：原核生物界：古细菌，真细菌、蓝细菌、放线菌 原生生物界：藻类，原生动物 真菌界：酵母，霉菌、蘑菇 植物界 动物界我国学者提出六界系统： 病毒界：病毒、亚病毒 （五）、微生物与其他生物的共同点遗传信息都是以DNA和RNA作为载体，遗传信息表达的规则相同 都

9、是以ATP作为能量代谢的载体 氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸的合成途径相同 蛋白质、脂肪、核酸和多糖的合成途径相同 细胞的化学组成相似二、微生物学（一）概念:是研究微生物形态结构、生长繁殖、遗传变异、生理生化等特征以及其在自然界中的分布、作用和与人类及其他生物相互关系的一门学科。通过对各种微生物的研究，达到利用、控制、改造它们，使其为人类造福的目的。（二）、研究内容1 微生物本身 形态结构，分类鉴定，生理生化， 生长繁殖，遗传变异，生态分布 2 微生物与微生物和其他生物植物、动物和人类的关系有益、有害、致病 3 微生物在自然界各种元素生物地球化学 循环中的作用利用、转化、固定 4 微生物在工、农

10、、医、环境保护、食品生产 中的应用促进人类可持续发展是一门既有独特的理论体系，又有很强实践性的学科。 微生物研究作为一门科学 - 微生物学，当今的发展无疑是最为活跃、最为迅速、最为辉煌、影响最大的生命科学之一。 （三）微生物学的分支学科以研究微生物本身分： 普通微生物学 微生物形态学 微生物分类学 微生物生理学 微生物生物化学 微生物生态学 微生物遗传学 细胞微生物学以研究对象分 ：细菌学 放线菌学 真菌学 病毒学 噬菌体学 藻类学 支原体学 厌氧微生物学 原生动物学以应用方面分： 工业微生物学 农业微生物学 食品微生物学 乳品微生物学 医学微生物学 兽医微生物学 抗生素学 免疫学 土壤微生物

11、学 水域微生物学 环境微生物学 沼气发酵微生物学 水产微生物学 海洋微生物学 分析微生物学 实验微生物学 发酵微生物学 预防微生物学正在发展的新兴学科 ：微生物分子生物学 微生物化学分类学 微生物数值分类学微生物地球化学 宇宙微生物学 微生物基因组学 微生物蛋白质组学 微生物分子系统学MicrobiologyBacteriologyProtozoologyParasitologyMicrobial MorphologyMycologyVirologyPhycology or AlgologyMicrobial physiologyMicrobial taxonomyMicrobial gene

12、ticsMolecular biologyMicrobial ecology第二节 微生物学的发展简史 The history of microbiology史前时期人类对微生物的认识与利用 微生物学初创时期微生物形态认识时期 微生物学奠基时期微生物生理学发展时期 微生物学发展时期微生物生物化学发展时期 微生物学成熟时期微生物分子生物学发展时期一、史前时期人类对微生物的认识与利用 在 17 世纪下半叶，荷兰学者吕文虎克（ Antony van Leeuwenhook ）用自制的简易显微镜亲眼观察到细菌个体之前，对于一门学科来说尚没形成。这个时期称为微生物学史前时期。 酿酒，制醋，制酱 ：800

13、0年前我国曲糵酿酒种植豆科植物 积肥，压青，沤粪 麦曲治病：2500年前用曲治消化道疾病尽管这些还没有上升为微生物学理论，但都是控制和应用微生物生命活动规律的实践活动。 二、微生物形态学发展阶段 17 世纪 80 年代，吕文虎克用他自己制造的，可放大 160 倍的显微镜观察牙垢、雨水、井水以及各种有机质的浸出液，发现到了许多可以活动的 “ 活的小动物 ” ，并发表了这一 “ 自然界的秘密 ” 。这是首次对微生物形态和个体的观察和记载。随后，其他研究者凭借显微镜对于其它微生物类群进行的观察和记载，充实和扩大了人类对微生物类群形态的视野。但是在其后相当长的时间内，对于微生物作用的规律仍一无所知。这

14、个时期也称为微生物学的创始时期。 发表了约400篇有关论文The discovery of microorganisms The first person to accurately observe and describe microorganismsAntony van Leeuwenhock (1632-1723)The first person to observe and describe microorganisms was the amateur microscopist Antony van leeuwenhoek of Delft, Holland.Leeuwenkoek m

15、ade his simple, single-lens microscope which could amplify the object being viewed 50 300 times. Between 1673 1723, he wrote a series of letters to the Royal Society of London describing the microbes he observed from the samples of rainwater, and humam mouth.Leeuwenhoeks drawings of bacteria from th

16、e human mouth.A drawing of one of the microscopes showing the lens a; mounting pin b; and focusing screws c and d.lensObject being viewedadjustingscrews三、微生物生理学发展阶段 在 19 世纪 60 年代初，法国的巴斯德（ Louis Pasteur ）和德国的柯赫（ Robert Koch ）等一批杰出的科学家建立了一套独特的微生物研究方法，对微生物的生命活动及其对人类实践和自然界的作用作了初步研究，同时还建立起许多微生物学分支学科，尤其是建

17、立了解决当时实际问题的几门重要应用微生物学科，如医用细菌学、植物病理学、酿造学、土壤微生物学等。可以说Pasteur and Koch 是微生物学的奠基人。1、Final refutation of spontaneous generation birth of microbiology as a science2、Discovery of the existence of anaerobic life fermentation3、Vaccines4、PasteurizationPasteurs contributions:Louis Pasteur working in his labora

18、toryLouis Pasteur (1822 1895)Pasteur (1857) demonstrated that lactic acid fermentation is due to the activity of microorganisms.2. Pasteur (1861) conflict over spontaneous generation birth of microbiology as a science3. Pasteur (1881) developed anthrax vaccine4. PasteurizationThe spontaneous generat

19、ion conflict Spontaneous generation that living organisms could develop from nonliving or decomposing matter.Pasteurs swan neck flasks used in his experiments on the spontaneous generation of microorganismsConclusion: Microorganisms are not spontaneously generated from inanimate matter, but are prod

20、uced by other microorganismsRobert Kock in his laboratoryThe recognition of microbial role in diseaseRobert Kock (1843 1910)1、The microorganisms must be present in every case of the disease but absent from healthy organisms.2、The suspected microorganisms must be isolated and grown in a pure culture.

21、3、The disease must result when the isolated microorganisms is inoculated into a healthy host.4、The same microorganisms must be isolated again from the diseased host Kocks postulates柯赫的其他贡献：改进了固体培养基的配方，发明了倾皿法进行纯种分离，建立了细菌细胞的染色技术，显微摄影技术和悬滴培养法。Beijerinck made fundamental contributions to microbial ecolo

22、gy. He isolated Azotobacter and Rhizobium.The discovery of microbial effects on organic and inorganic matterThe Russian microbiologist Winograsky discovered that soil bacteria could oxidize iron, sulfur and ammonia to obtain energy, and also isolated nitrogen fixing bacteria.Sir Alexander Fleming di

23、scovered the antibiotic penicillin. He had the insight to recognize the significance of the inhibition of bacterial growth in the vicinity of a fungal contaminant when most other scientists probably would have simply discarded the contaminated plates.Alexander Fleming (1881-1955)英国学者布赫纳（ E. Buchner

24、）在 1897 年研究了磨碎酵母菌的发酵作用，把酵母菌的生命活动和酶化学相联系起来，推动了微生物生理学的发展。同时，其他学者例如俄国学者伊万诺夫斯基 (Ivanovski) 首先发现了烟草花叶病毒 (Tobacco mosaic virus ， TMV) ，扩大了微生物的类群范围。四、微生物分子生物学发展阶段 在上一时期的基础上，本世纪初至 40 年代末微生物学开始进入了酶学和生物化学研究时期，许多酶、辅酶、抗生素以及许多反应的生物化学和生物遗传学都是在这一时期发现和创立的，并在 40 年代末形成了一门研究微生物基本生命活动规律的综合学科 普通微生物学。 50 年代初，随着电镜技术和其他高技术

25、的出现，对微生物的研究进入到分子生物学的水平。1953 年华特生（ J. D. Watson ）和克里克（ F. H. Crick ）发现了细菌基因体脱氧核糖核酸长链的双螺旋构造。 1961 年加古勃（ F. Jacab ）和莫诺德（ J. Monod ）提出了操纵子学说，指出了基因表达的调节机制和其局部变化与基因突变之间的关系，即阐明了遗传信息的传递与表达的关系。 1977 年， C. Weose 等在分析原核生物 16S rRNA 和真核生物 18S rRNA 序列的基础上，提出了可将自然界的生命分为细菌、古菌和真核生物三域（ domain ），揭示了各生物之间的系统发育关系，使微生物学进

26、入到成熟时期。在这一时期，从基础研究来讲，从三大方面深入到分子水平来研究微生物的生命活动规律： 研究微生物大分子的结构和功能，即研究核酸、蛋白质、生物合成、信息传递、膜结构与功能等。 在基因和分子水平上研究不同生理类型微生物的各种代谢途径和调控、能量产生和转换，以及严格厌氧和其他极端条件下的代谢活动等。 分子水平上研究微生物的形态构建和分化，病毒的装配以及微生物的进化、分类和鉴定等，在基因和分子水平上揭示微生物的系统发育关系。尤其是近年来，应用现代分子生物技术手段，将具有某种特殊功能的基因作出了组成序列图谱，以大肠杆菌等细菌细胞为工具和对象进行了各种各样的基因转移、克隆等等开拓性研究。在这一时

27、期，在应用方面来讲，开发菌种资源、发酵原料和代谢产物，利用代谢调控机制和固定化细胞、固定化酶发展发酵生产和提高发酵经济的效益，应用遗传工程组建具有特殊功能的 “ 工程菌 ” ，把研究微生物的各种方法和手段应用于动、植物和人类研究的某些领域。这些研究使微生物学研究进入到一个崭新的时期。微生物学已发展成为生命科学领域内发展最快、影响最大的前沿科学，并与人类的生存发展密切相关。第三节 微生物学与人类可持续发展The Importance of Microbiology in Sustainable Development一、微生物学的发展与人类的医疗保健 外科消毒术的建立， 探寻人畜病原菌， 免疫防

28、治的应用， 化学药物治疗， 抗生素治疗， 生化药物微生物生产中遗传工程和生物工程技术的应用 二、微生物学的发展与农业技术进步 以菌治虫，以菌治病，以菌治草 以菌增肥，以菌促长， 以菌作饲料，以菌作药物，以菌作蔬菜 以菌产沼气三、微生物学的发展促进了发酵工业 食品和饮料的自然发酵 罐头生产与保藏 厌氧纯种发酵技术 深层液体通气搅拌培养 代谢调控理论在发酵工业上的应用 微生物生物工程的兴起 四、微生物学的发展与生态环境的保护和污染环境的生物修复 有机废弃物、废水的生物处理 污染环境的微生物修复 微生物能源 废弃物的资源化再利用五、微生物学的发展对生物学基础理论研究的巨大贡献 解决了生物学上许多重大

29、的争论问题 是生物学的三大来源和三大支柱（生物化学，微生物学和遗传学）之一 遗传学研究对象的微生物化促进了经典遗传学向分子遗传学的发展 微生物是基因工程中供体、载体、工具酶和受体的主要提供者 高等生物研究与应用中技术的日益微生物学化 微生物学研究中的实验技术与设备向生命科学各领域研究迅速扩散，在方法学上作出贡献六、当代微生物学的发展趋势 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，已从细胞水平、酶学水平逐渐进入到基因水平、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、综合形成许多新的

30、学科发展点甚至孕育新的分支学科。 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的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本质基因机制，将会极大发展微生物分子生态学、环境微生物学、细胞微生物学、微生物资源学的发展。 21

31、 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继续进步和人类的可持续生存与发展具有重要影响。 微生物学与我国中长期科技发展规划国家中长期科学和技术发展规划纲要提出的重点领域和优先技术主题:能源、资源、环境、现代农业、生物医药、海洋技术、人口与健康等领域 现代农业领域 ：1、农产品安全 ：（1）农产品有害物质形成机理及控制途径。（2）重要水产养殖动物病害发生和免疫防治的基础研究。 （3）农作物重大病虫灾害形成与调控机理研究（4）新型农业生物药物新产品：动物疫苗、生物兽药、生物杀菌剂、生物杀虫剂、生物调节剂和生物除草剂等 （5）农田有机污染物微生物高

32、效降解技术（6）真菌毒素快速分子检测与生物防治技术 （7）化学农药微生物原位降解技术 2、现代食品生物工程技术 ：（1）食品发酵过程人工智能优化与控制技术：研究微生物代谢网络的人工智能控制技术，食品发酵过程模型化自动控制技术。（2）食品级基因工程系统构建技术 ：针对乳酸菌、芽孢杆菌和酵母菌，以非抗性标记、质粒骨架及诱导物安全为基础，以信号肽和高效启动子筛选、组装为关键技术，研究和构建食品级基因工程重组菌系统。 （3）高效广谱食品生物防腐和抑菌剂生产关键技术：新型生物防腐剂产生菌定向筛选技术，微生物次级代谢调控技术，基因定点突变技术和高纯度制备技术，获取具有重要食品工业用途的新型、高效、广谱和安

33、全的生物防腐与抑菌剂。生物和医药 ：1、微生物重要功能基因发掘与利用 ：利用我国丰富的微生物遗传资源，获得一批具有良好应用前景和自主知识产权的微生物功能基因，鉴定和克隆一批微生物重要经济性状的功能基因，并为在医药、食品、农业、工业和环保等方面的应用提供基因基础。 2、微生物代谢工程技术 ：应用于氨基酸、有机酸、维生素、抗生素等重要微生物代谢产品开发的微生物代谢网络及其调控的分析技术、重要工业微生物代谢途径和产物及细胞性能的优化与改造的新方法、大规模功能菌种选育与高通量筛选技术，改造和构建新的工程菌株，提高微生物初级代谢与次级代谢产物途径优化的技术能力。 3、特殊环境微生物资源的开发利用技术：特

34、殊自然极端环境、典型污染环境、高剂量核辐射区域以及动物瘤胃等特殊微生物资源的发掘与利用 4、益生菌定向筛选与功能开发关键技术5、重要传染病基础研究艾滋病毒生物学和免疫应答机制、动物细菌性疾病致病机理、禽流感和流感相关基础研究等方向的研究。 海洋技术领域 ：1、海洋微生物资源利用 ：海洋微生物的分离、培养和鉴定技术，重要海洋药源微生物规模化发酵与次级代谢调控技术，海洋微生物活性先导化合物的发现与利用，新型海洋微生物制品研究与开发技术。 2、海洋共生微生物资源的开发与利用 ：在海洋共生微生物的高效分离与共培养、活性物质分离制备与应用等方面取得突破，促进我国海洋共生微生物资源的开发与利用。 国家自然

35、科学基金微生物学学科微生物学学科资助以微生物为对象开展的科学研究工作，重点资助研究真菌、细菌、古菌、病毒等微生物的物种资源，分类与进化，生理与代谢，遗传与发育等生物学及相关科学问题。微生物学学科的研究对象决定了它具有如下两方面的显著特点： 1）微生物作为最简单的生命体是生命科学研究不可替代的基本材料，由此也奠定了微生物学在生命科学中的基础地位； 2）微生物极其丰富的多样性决定了它们具有代谢产物多样性，同时又与人类、动植物和环境有着密切的相互作用，使得微生物学也成为应用研究领域里十分活跃的一门学科。目前微生物学研究的核心方向:1、微生物物种资源与基因资源2、微生物细胞与分子的结构与功能3、微生物

36、生理与遗传4、微生物群落与生态功能5、微生物与人类健康等微生物学研究的几个最新趣闻一、活细菌替代硬盘保存数据 日本庆应大学一个研究小组最近开发出一种可长期保存数据的新技术：利用活细菌替代磁盘和光盘等存储媒介，从而将数据保存数百年甚至数千年时间。 以枯草杆菌作为实验对象 ，实验的第一步是将存储信息中的每一个符号转换成二进制码。接下来，便是将得出的二进制码植入枯草杆菌自己的数据存储密码DNA。随后将携带二进制码的序列码植入细菌。研究小组成功地制造了一个电脑模型，用于观察编码信息随着时间的流逝会发生多大变化。最终他们发现，理论上能够找回99%的编码信息，即使在经历几千年之后也一样。 DNA拥有极大的

37、信息密度。5克DNA的数据存储量相当于占地150公顷的最新式IBM硬盘 。二、一公升海水中就发现2万种海洋微生物种 生物学家曾正式宣称全球海洋微生物有5000种，然而最新研究却表明，浩瀚的海洋中远不止这些微生物种，生物学家之前所了解的只是冰山一角而已。 美国马萨诸塞州海洋生物实验室的米切尔苏金说，“在一项最新研究中，原本我们只期望能发现1000-3000种，最终我们在一公升海水中竟发现了2万种海洋微生物种。预计海洋微生物种类将达到200-500万种。” 这项研究属于国际海洋微生物普查项目的一部分，这是一个为期10年的项目，共有2000名研究人员在70多个国家从事海洋微生物差异研究。 三、致肥病

38、毒 名为Ad-36（adenovirus-36）的腺病毒，是导致呼吸道和眼睛发炎的常见病毒，但美国路易斯安那州立大学的潘宁顿生物医学研究中心的研究却发现，该病毒也是造成人类肥胖的原因之一。 该病毒会令动物在体内累积大量脂肪，而在人类身上进行的实验则显示，肥胖人士感染Ad-36病毒的几率相等于瘦子的三倍。 该病毒会导致人类干细胞转变为脂肪细胞。 造成肥胖的原因有很多，包括进食过量、基因、新陈代谢、病毒和受感染等，但如果是因为病毒引起肥胖的，那他希望可以研发出对抗这种病毒的疫苗。 四、人体内细胞90是细菌 科学家:我们不完全是人 自然杂志上，科学家说，细菌对我们人体的一些重要功能(如消化功能和免疫

39、功能)是如此的重要，以致我们也许应将自己视为共生生物，通过相互依赖获得生存。 曾在“基因组研究所”工作的分子生物学家史蒂文吉尔在接受采访时说:“我们多少有些像一个由细菌和人类细胞组成的混合体，有人估计，在人体内的细胞中，90是细菌。” 科学家说，人类粪便的50或更多是由内脏里的细菌构成。在人出生后不久，细菌就开始占据人体内的肠器官，在成人体内有100万亿个细菌，属于1000多个不同的种类。 人类一直将自己视为万物之灵，完全凌驾于其他生物之上，但基因专家说，在研究了人体内几百种不同细菌的DNA后，他们发现我们也不完全是人，而是共生生物。人体内共有细胞约100万亿个（成年人），细菌数量则是细胞的1

40、0倍，超过1000万亿个，而这些细菌大多集中在人类消化道中。 由欧盟资助的“人体肠道元基因组计划”（MetaHIT）科研小组在3月4日出版的自然杂志上发表论文指出，人类肠道中的菌群可能拥有几百万个基因，细菌整体拥有的基因组远远多于人类自身，肠道系统可被视作人类的“第二基因组”。人体除受自身基因的调控外，还受到大量的共生细菌的影响。这些细菌大部分寄生在人的肠道中，通称为肠道菌群，在学术界常被称作“人体肠道元基因组”。由中国深圳华大基因研究院领衔的国际科研团队携手对人类肠道中的细菌进行了“基因普查”。他们分析了124个欧洲人的肠道菌群样本，通过基因测序和分析，共获得330万个非冗余的人体肠道元基因组的参考基因，约是人体自身2万个基因的150倍。该基因集中包含了绝大部分目前已知的人体肠道微生物基因，但更多的是目前未知微生物的基因。研究人员表示，从这个基因集中可以估计，人体肠道中存在1000种到1150种细菌，平均每个人体内约含有160种优势菌种，而且，这些细菌之间的差异要小于之前的估计，约40的细菌可在半数研究对象的肠道中找到。肠道中的很多细菌可帮助人体处理复杂的化合物，生成氨基酸和维生素，因此肠道细菌的种类和数量与身体健康密切相关。通过构建人体肠道元基因组，