当代微生物学的发展趋势

1、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，当代微生物学的发展趋势是由于分子生物学新技术的不断涌现，使得微生物学的研究迅速向纵深发展，并从细胞水平和酶学水平逐步进入基因水平、分子水平和后基因组水平。另一方面，它极大地拓宽了微生物学的宏观研究领域，并与其他生命科学技术和其他学科交叉综合，形成许多新的学科发展点，甚至孕育出新的分支。近20 30年来，分子生物技术和方法在微生物研究中的应用，以新理论、新发现、新技术和新成果迅速丰富了微生物学。1977年，沃尔斯提出并建立了细菌、古细菌和真核生物并列的生命三域理论，揭示了古细菌在生物系统发展中的地位，并利用分子生物学技术建立了分子和基因水平的分

2、类鉴定理论和技术。微生物细胞结构与功能、生理学、生物化学和遗传学的结合已经进入基因和分子水平，即在基因和分子水平上研究了微生物分化的基因调控、分子信号物质及其作用机制、生物大分子物质组装成细胞器过程的基因调控、催化各种生理生化反应的基因及其组成、表达和酶的调控，阐明了蛋白质生物合成机制，建立了酶的生物合成和活性调控模式。已经探索了许多核酸序列，构建了100多种，例如，已经绘制了大肠杆菌的基因图谱，对1/3以上的基因产物进行了生化研究，了解了80%的代谢途径，基本阐明了染色体复制模式和调控模式，描述了许多操纵子的主要特征，证明了大肠杆菌细胞大分子的合成可以在试管中模拟，即进入了后基因组时期。构建

3、了固氮酶合成基因及其活性的调控模型，从基因和分子水平揭示了根瘤菌和豆科植物在根瘤菌和豆科植物共生固氮系统中相互识别、共同构建有效根瘤及其调控。基因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振奋的成果和良好的前景。利用基因工程微生物实现了人工胰岛素、干扰素、生长素等珍贵药物的大规模生产，形成了一个全新的生物技术产业。目前，利用基因重组技术改良和创造微生物新品种的研究很多。微生物生态学的研究不仅拓宽了土壤、污水、水、地质和矿产资源等原始环境，而且深入到微生物赖以生存的环境。它还高度重视极端环境中的微生物生命活动，阐明了极端环境中的微生物具有其他生物所没有的特性，形成了生命科学中一个崭新

4、的领域，为探索和阐明生命的起源、进化和系统发育提供了许多有益的证据，极大地丰富了自然界微生物物种的多样性。微生物作为环境污染物的清除者和污染受损环境的生物修复者，也从质粒和降解酶基因的水平解释了某些污染物的分解和降解，特别是含有芳香环的难降解物质。微生物研究将越来越关注微生物独特的生命现象。如在极端环境中的生存能力、特定的代谢途径和功能、化学能营养、厌氧生活、生物固氮、不释氧的光合作用等。阐明这些生命过程中物质和能量运动的基本规律将向人们展示一个诱人的应用前景。由于微生物具有独特而高效的生物转化能力，并能产生多种有用的代谢产物，为人类生存和社会发展进步创造了不可估量的财富，因此开发和推广微生物

5、的应用因此，根据21世纪生命科学的发展趋势和研究重点，基于少数微生物的遗传物理图谱，将全面开展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将明显促进生物信息学的发展和包括比较生物学、分子进化化学和分子生态学在内的生物研究新时代的到来。对具有一定意义的微生物种类和菌株进行了全基因组序列分析、功能分析和比较分析，阐明了它们的结构、表型、功能和进化之间的关系。阐明微生物之间、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制和控制的基本基因机制，将极大地发展微生物分子生态学、环境微生物学、细胞微生物学和微生物资源。在吸收其他学科先进技术的基础上，微生物学的研究技术和方法将向自动化、计算机化、定向化和定量化方向发展，微生物信息学正在酝酿之中。技术上的重大突破推动了生物科学史无前例的高速发展，开辟了新的研究领域，进入了新的研究深度。发展分子生物学、神经分子生物学、分子细胞学、分子生理学、分子生态学和进化论。它为改造生物体提供了强有力的手段，从而使在分子水平上设计、改造和创造新的生物形式和物种成为可能。基因工程的应用范围可以扩展到食品、化工、环保、采矿、冶炼、材料、能源等诸多领域，具有诱人的发展前景。改变现有基因甚至创造