摘要
自然环境中99%微生物在实验室条件下仍是不能被培养的,称之为“未培养”微生物或微生物“暗物质”。对其进行研究不仅有助于认识环境中微生物代谢多样性,丰富生命之树,同时未培养微生物还蕴含着巨大的新基因和新天然产物资源。但传统培养技术的局限性阻碍了“未培养”微生物资源的开发和利用。虽然随着分子生物学技术的发展,可以直接从环境中获得未培养微生物的遗传信息,分析微生物的广泛代谢多样性,但微生物的生理特征和代谢产物等分析仍然需要建立在研究纯菌株的基础上。目前,已经有很多新颖的培养技术被研发,如原位培养技术、共培养技术和连续流生物反应器培养技术等用于挖掘未培养微生物资源。本文主要介绍了连续流生物反应器培养新技术的发展与改进,探讨了“未培养”微生物培养技术及设备的发展方向,以进一步促进“未培养”微生物资源的开发与利用。
Ninty nine percentage of microorganisms in the environment remains uncultured,called“uncultured”microorganisms or microbial“dark matter”.Unraveling the mysteries of these microbial“dark matter”is especially helpful to understand the diversity of microbes and their metabolic characteristics.DNA genome sequences of microbial“dark matter”could be recovered from the environment samples by population binning of metagenomics and single-cell genomics,independently or combined synergistically.However,microbial functions often cannot be deduced from genetic information alone,and the isolation of uncultured microorganisms remains a powerful approach.Many cultivation-based methods for culturing microorganisms have been developed,such as in situ cultivation,co-culture and continuous flow bioreactor.In this mini-review,we briefly introduce the development of new culture-dependent technology of continuous flow bioreactor and indicate the future research opportunities in this area.
作者
杨晨
张为艳
Dawoon Jung
何山
Chen Yang;Weiyan Zhang;Dawoon Jung;Shan He(LiDakSum YipYioChin Kenneth Marine Biopharmaceutical Research Center,College of Food and Pharmaceutical Sciences,Ningbo University,Ningbo 315211,Zhejiang Province,China)
出处
《微生物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期793-806,共14页
Acta Microbiologica Sinica
基金
国家自然科学基金(41776168)。
关键词
“未培养”微生物
培养技术
连续流生物反应器
微生物资源
“uncultured”microorganisms
culture techniques
continuous flow bioreactor
microbial resources
作者简介
通信作者:何山,宁波大学食品与药学学院教授,研究员,海洋生物医药浙江省国际科技合作基地主任。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划和省市科技项目10余项。发表SCI论文100余篇,获授权发明专利20余项(转让3项)。“天然药物先导化合物发现及其高效制备方法研究”项目获2019年浙江省自然科学二等奖(第一完成人)。长期从事海洋微生物新资源和生物医药研发。重点关注海洋“未培养”微生物和海洋中光层(深度30–150米)微生物资源,是我国首位下潜深度达到100米的科学潜水员,多次带队在南海西沙群岛开展水下科考。近年运用连续流生物反应器、iChip原位培养技术等新型微生物培养技术,深入挖掘海洋微生物“暗物质”,发现潜在微生物新种300余个。E-mail:heshan@nbu.edu.cn。
