什么是不可培養微生物？原因是什么
環境中存在的微生物估計達到105～106種，但在實驗室培養基中可分離鑒定的種類數量較少。國際原核生物分類學委員會證實:自從平板培養技術應用以來，發現的原核種類只有7 031種。這種差別可能是由于許多微生物的不同生長狀態比如休眠期不能根據培養基成分的變化及時調整自身生長，導致在平板中無法計數。放射自顯影技術及直接活菌計數都表明平板中50%甚至90%的細菌細胞保持代謝活性，但卻不能在固體培養基上形成菌落，從表觀上認為這類微生物是不可培養的微生物。不可培養微生物是一個巨大的微生物資源庫，其中蘊藏著豐富的新基因。對其進行深入研究可充分認識微生物物種的多樣性，了解生物進化及微生物系統發育學信息。研究不可培養微生物的代謝多樣性可發現新的代謝途徑和新的代謝產物。不可培養微生物的研究開拓了微生物學研究的新領域，不僅在基礎生物學研究中具有意義，同時發現新的物種、新的基因和新的代謝產物，將對發現新化合物特別是新藥開發具有積極意義。
1、微生物不可培養的原因及限制因子
1.1部分微生物生長緩慢，尚沒有敏感檢測技術
自然環境中許多微生物都聚集生長，適合實驗室培養條件下生長的微生物快速繁殖，大量攝取了培養基中有限的營養成分，從而使生長緩慢的微生物得不到充足的營養使生長受到抑制;某些微生物即使能夠在低濃度營養條件下生長，但在特定的培養條件下不能長成肉眼可見的菌落;還有一類生存在寡營養環境下的微生物在平板培養基中不形成菌落，而是在表面擴散生長，僅形成幾個細胞組成的小型集合;此外，衡量微生物生長狀況的常規方法比如比濁法和計數法等都不能檢測到這些微生物，表觀上被認為“不可培養”。現在比較成熟的是用微毛細管或光學鑷子進行的單細胞分離技術，這種方法可以從微生物群落中鑒定出目的細胞。這種技術需要嚴格的實驗條件，同時由于對目的細胞的代謝認識不足，以致于無法掌握適宜它們生長的決定因子。另一方面，由于缺乏清晰直接的形態學特征也很難在一個復雜的微生物群體中鑒定出需要的目的細胞。分子生態學和宏基因組學顯著增加了對遺傳多樣性的認識，但這些技術并不能完全檢測編碼微生物生命的整個遺傳多樣性的內容。
1.2培養基中的營養成分相對比較豐富
自然界中可以利用高濃度營養物質的微生物很少，大多數微生物處于“貧營養”生長狀態。實驗室中通常將需要貧營養的微生物置于豐富的營養環境中，微生物早期會快速生長，但同時產生大量的、微生物自身難以調節的過氧化物、超氧化物或羥基自由基等“毒性氧物質”，該類物質快速、過量的積累會破壞微生物細胞的內膜結構，由此產生一些應激機制如SOS來修復微生物，未及時修復的微生物將會死亡或表現為不可培養。
1.3忽視了環境中微生物之間的相互作用
自然環境中微生物之間的相互關系非常復雜。共生是至少有一個群體為另一個群體提供其必需的生長因子從而使微生物群體獲利。當它們之間的距離靠近，本來不能生長的微生物得到另一類微生物提供的生長因子變得可以生長，而當微生物之間距離較遠或不存在時則互不干擾或者干擾程度較低導致這些微生物不可培養。另一種關系是群體感應。它是微生物間通過感應一種信號分子來判斷群體密度和環境的變化，啟動相應的基因作出協調統一的應答，從而調節群體的生長。當微生物的群體密度較低時，自身誘導素合酶基因產生一個基礎水平表達，引起自身誘導信號產生，這些信號在細胞外擴散并且立即在周圍環境中被稀釋。而群體密度不斷上升，引起自身誘導素在細胞周圍不斷積累，激活特定的轉錄調節蛋白抑制它的活性，致使微生物其他表型的活化。微生物之間還存在其他類型的關系，在實驗室培養條件下，單純地將待培養的微生物與其他相關的微生物群體分開，物種之間的信息交流被阻斷，微生物因缺乏必需的生長因子和信號分子而無法生長，表現為不可培養。
1.4缺乏足夠的認識，在實驗室條件下無法實現原位培養
微生物的生存環境和自然條件相當復雜，比如:微生物的多樣性、自然環境中的化學因素、環境中生物與非生物因素之間的相互作用以及微生物水平上的全球生態系統的平衡等。因此，沒有或無法完全模擬微生物的自然生存條件，而通常只是將培養條件進行改善，如將微生物置于恒溫、恒定轉速、黑暗的環境中;將微生物限制在固體培養基或不攪動的液體介質中;替換微生物的營養組分或者缺少某種化學因子等。對微生物培養條件的認識需要逐漸探索，如在培養Spirochaetes(螺旋體)的培養基中一直添加能夠使固氮酶失活的微量鎢元素，然而最近發現它也能夠在鎢缺少的培養基中通過固氮的方式生長。此外，自然界中大部分微生物以群體的形式生長來交換中間代謝產物和信號分子，因此在實驗室中無法模擬原位生長的群體培養。
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