我國微生物學優(yōu)先資助領域

1、1微生物學復興的機遇、挑戰(zhàn)和趨勢微生物學復興的機遇、挑戰(zhàn)和趨勢——“微生物學微生物學”教材編后隨筆教材編后隨筆沈萍陳向東（武漢大學生命科學學院）我國第一部全彩色新版“微生物學”教材已在2009年8月份由高等教育出版社出版，該教材從內(nèi)容到形式力求做到與國際同類先進教材接軌。該書的字字句句都包含著每位編者對微生物學的深情和熱愛，滲透著他（她）們的汗水和和辛勞。作為主編，我們?yōu)橛羞@樣的同行和朋友，有如此團結、長期合作的團隊而感到驕傲，為我們共

2、同為我國微生物學教育事業(yè)做出了應有的貢獻而感到欣慰。自2000年以來的9年間，我們這個團隊連續(xù)編寫出版了三本在全國頗具影響的“微生物學”教材，在教材的編寫過程中促使我們?nèi)W習許多新的知識，關注微生物學的進展，特別是2009年這本教材的編寫和出版，更激起了我們對微生學的未來和發(fā)展趨勢的關注，除了教材上已有的相關內(nèi)容外，我們在這里，將進一步淺述在當前形勢下，微生物學發(fā)展的機遇、挑戰(zhàn)和趨勢，以饗讀者。微生物學的發(fā)展曾經(jīng)歷了二個輝煌的黃金時代，

3、即：從19世紀中期到20世紀初的第一個黃金時代和從20世紀40年代到70年代末的第二個黃金時代，其后走入低谷。但近20年來，隨著基因組學、結構生物學、生物信息學、PCR技術、高分率熒光顯微鏡及其它物理化學理論和技術等的應用，使微生物學的研究取得一系突破性進展，揭示了許多令人驚奇的生命現(xiàn)象，從微觀（細胞結構和功能、基因和基因組、生物大分子）到宏觀（微生物生態(tài)，環(huán)境微生物學）研究微生物獲得的成果，開始或正在改變許多傳統(tǒng)的概念和觀點；微生物學

4、家開始從傳統(tǒng)的實驗室純培養(yǎng)物的研究走向自然環(huán)境，研究自然環(huán)境（包括浩瀚海洋海底黑煙囪和沉積物以及其它極端環(huán)境）中微生物的生理、遺傳及其群體間的相互作用，使人們對微生物的生物多樣性、巨大的生物量及其對整個地球物質(zhì)循環(huán)重要性的理解翻開了新的一頁。微生物學己走出其低谷，開始進入它的第三個黃金時代。一、歷史上微生物學發(fā)展的二個黃金時代一、歷史上微生物學發(fā)展的二個黃金時代歷史上，微生物學的發(fā)展曾經(jīng)歷了二個黃金時代〔13〕，雖然具體的年代劃分有所差

5、異，但其內(nèi)容和觀點卻趨向一致。第一個黃金時代是從19世紀中期到20世紀初（約18571914），這個階段，3生物成果外，幾乎沒有其它重要進展。在生命科學的發(fā)展中，似乎是處于一種尷尬的副手地位，許多從事微生物學研究的人紛紛轉(zhuǎn)行，甚至有的微生物學實驗室更換了門牌。2，微生物學復興和發(fā)展的機遇微生物學復興和發(fā)展的機遇從歷史上的二個黃金時代可以看出，微生物學的研究使其能夠征服重大疾?。ㄌ貏e是傳染病），這是微生物學對人類社會健康發(fā)展，甚至人類的生

6、存所作的首要貢獻；其次，利用微生物的特性和共性，發(fā)展自身，并推動整個生命科學仍至社會的進步和發(fā)展，是微生物學展示其獨特魅力的平臺。微生物學發(fā)展的這二大特點將在新的機遇和挑戰(zhàn)面前，重新展現(xiàn)其輝煌。1995年，第一個自由生活的微生物（流感嗜血桿菌）基因組測序完成〔6〕，這是所有生物中最先完成全序列測定的生物，最先進入基因組學的研究。伴隨人類基因組計劃（HGP）而崛起的微生物基因組學將使微生物學走出低谷，為其復興和發(fā)展，甚至為其進入第三個黃金

7、時代帶來機遇和挑戰(zhàn)。3，微生物在推動HGP實施的過程中發(fā)展自己：1）微生物作為模式生物及其提供的載體（BACYAC）為人類基因組測序、詮釋以及提前完成做出了重大貢獻。在進入后基因組時代的今天，微生物仍將為認識龐大的人類基因組及其功能(包括人類的疾病)提供簡便的模式。微生物的特性和共性在HGP的實施中又一次被推向了生命科學發(fā)展的前沿。2）在為HGP做出貢獻的同時，發(fā)展了自己：己測序的微生物數(shù)己超過所有其它生物（已完成測序的達897，正在測

8、序中的有l(wèi)79l種），基因組知識推動了微生學中某些分支學科的復蘇和發(fā)展，如分類學、生態(tài)學、環(huán)境微生物學等；對微生物的多樣性、系統(tǒng)發(fā)育和進化有了更深的認識；在微生物基因組基礎上發(fā)展起來的元基因組學（metagenomics）不僅對了解和利用環(huán)境中占99％以上的未培養(yǎng)微生物開創(chuàng)了一個新的途徑，而且對人類許多疾病以及能源和環(huán)境問題具有推動作用。利用微生物基因組挖掘新的有用基因或藥物靶基因已經(jīng)展現(xiàn)了微生物在其應用領域的獨特作用。隨著古菌基因組研