时间：2022-12-04 23:29:39
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇微生物，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：药品微生物 食品微生物
新组建的国家食品药品监督管理总局，对生产、流通、消费环节的食品安全和药品的安全性、有效性实施统一监督管理。食品药品检验所的检验人员，由先前的单一药品检验改为食品、药品全部检验。只有发现并掌握二者检验的异同，才能更好的开展检验工作。本文对日常工作中发现的药品微生物限度检查和食品微生物检验的异同，作如下概述。
1.检验标准
1.1药品 《中华人民共和国药典》2010年版 一部/二部 微生物限度检查法。
1.2食品 《中华人民共和国国家标准》食品微生物学检验。
1.3比较 药品标准近些年来五年更新一个版本，为能及时反映当前科学发展水平，通常在新版药典出版之后，下一版药典出版之前出版增补本。食品标准无固定更新周期。
2.实验室环境
2.1药品 微生物限度检查应在环境洁净度10000级下的局部洁净度100级的单向流空气区域内进行。检验全过程必须严格遵守无菌操作，防止再污染，防止污染的措施不得影响供试品中微生物的检出。单向流空气区域、工作台面及环境应定期按《医药工业洁净室（区）悬浮粒子、浮游菌和沉降菌的测试方法》的现行国家标准进行洁净度验证。[1]微生物限度检查应有单独的洁净实验室，每个洁净实验室应有独立的净化空气系统。涉及实验室监控菌株的分离鉴定、样品阳性菌株的分离分析、方法验证中的阳性菌操作等实验活动，应在专门的阳性菌实验室进行。阳性菌操作不得在供试品检验用洁净实验室内进行。[2]
2.2食品 实验室环境不影响检验结果的准确性，布局应采用单方向工作流程，避免交叉污染。实验室内环境的温度、湿度、照度、噪声和洁净度等应符合工作要求。一般样品检验应在洁净区域进行，洁净区域应有明显的标示。病原微生物分离鉴定工作应在二级生物安全实验室进行。[3]
2.3比较 二者对阳性菌和病原微生物的实验室环境都有严格的限制。药品微生物限度检查对环境洁净度、悬浮粒子、浮游菌和沉降菌有明确的要求，而食品没有要求。
3.培养基
3.1药品 药品微生物限度检查用的培养基应进行培养基的适用性检查，计数测定用培养基进行促生长能力的检查，控制菌检查用培养基进行促生长能力、抑制能力及指示能力的检查。
3.2食品 培养基的制备和质量控制按照GB/T 4789.28的规定执行。
3.3比较 培养基质量是影响微生物检验结果的重要环节，药品对培养基有适用性检查，食品对培养基有质量控制。二者计数所用的培养基也有区别，应当引起注意，如药品细菌计数一般用营养琼脂培养基，食品菌落总数测定用平板计数培养基；药品霉菌及酵母菌计数用玫瑰红钠培养基，食品霉菌和酵母计数用孟加拉红培养基。
4.抽（采）样
4.1药品 一般采用随机抽样方法，其抽样量应为检验用量（2个以上最小包装单位）的3-5倍。抽样时，凡发现有异常或可疑的样品，应选取有疑问的样品，机械损伤、明显破裂的包装不得作为样品。凡能从药品、瓶口（外盖内侧及瓶口周围）外观看出长螨、发霉、虫蛀及变质的药品，可直接判为不合格品，无需再抽样检验。
4.2食品 食品的采样应根据检验目的、食品特点、批量、检验方法、微生物的危害程度等确定采样方案。采样方案分为二级和三级采样方案。应采用随机原则进行采样，确保所采集的样品具有代表性。
4.3比较 食品与药品对抽（采）样都有明确的要求。食品的采样更加复杂和严格。不同类型的食品的有不同的采样方案，采样过程遵循无菌操作程序，防止一切可能的外来污染，样品在保存和运输的过程中，应采取必要的措施防止样品中原有微生物的数量变化，保持样品的原有状态。
5.方法验证
5.1药品 当建立产品的微生物限度检查法时，应进行细菌、霉菌及酵母菌计数方法和控制菌检查方法的验证，以确认所采用的方法适合于该产品的检查。若产品的组分或原检验条件发生改变可能影响检验结果时，技术方法应重新验证。
5.2食品 食品标准中没有方法学验证实验的规定。
5.2比较 微生物检验结果易受实验条件的影响，特别是样品中含有对微生物生长有抑制作用组分时，影响尤为突出。进行微生物检验时，应保证在检验条件下的样品浓度不足以抑制污染微生物的生长，确保检验结果的有效和准确。食品微生物检验由于没有引入方法学验证，若加工过程中添加防腐剂等抑制微生物生长的添加剂，可能会影响食品本身所含微生物的检出，对检验结果的准确性产生影响。
6.动物实验
6.1药品 控制菌检查标准中无做动物实验的规定。
6.2食品 某些致病菌的检验需要做动物实验，如：致泻大肠埃希氏菌、肉毒梭菌、椰毒假单胞菌酵米面亚种、单核细胞增生李斯特氏菌。
6.3比较 动物实验对检验者的操作技能要求较高，动物实验的开展对评估致病菌对人体危害具有重要意义。
7.仪器设备
7.1药品 标准中规定生化实验用传统方法。
7.2食品 标准中规定生化实验可用传统方法或全自动微生物生化鉴定系统。
7.3比较 微生物检验中的生化实验对检验者的操作技能要求较高，全自动微生物生化鉴定系统提高了鉴定水平，提升了检验效率和质量。
8.总结
通过对比食品和药品微生物检验各方面，可以发现二者既有相同点又有各自的特点。如药品的方法验证和标准按时更新是食品所没有的，食品的全自动微生物生化检定系统和动物实验是药品所没有的。如果二者在标准制定过程中能相互借鉴，取长补短，二者的检验能更上一个新台阶。作为食品药品检验人员，要掌握二者的异同，以便更好的开展检验工作，保障人民的食品用药安全。
参考文献：
[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典（一部）[S].中国医药科技出版社，2010，附录：附录Ⅷ C 79-88.
从传统生物学来看，天上的云已超出了生物学家的视野，由于空气过于稀薄，长期以来，大家都认为，云中不可能存在任何生命形式。然而，汉密尔顿却不这样看。他将一朵朵云彩想象成充满了各种生命体的河流。1997年，汉密尔顿将自己的云理论传授给了诺里奇大学的博士生蒂莫西・林顿，两人一起合作，探讨微生物进入云中的可能性。
这一理论起始于海洋中稠密的微生物。当海洋中的微生物种群变得过于拥挤时，能够逃出这种不利环境的微生物将获得生存优势。然而，这些微生物是如何逃出去的呢?它们能否“飞”进云中，乘着云雾来到更适宜它们生长的新环境中呢?单细胞生物似乎拥有这种能力。汉密尔顿认为，微生物能产生一种导致云形成的化学物质，它们乘着这些云飞行，然后产生第二种化学物质，这些化学物能促使云生成雨或雪，从而将它们带回到地面。这一观点听起来更像是一种适合儿童阅读的童话，而不像科学理论。尽管想象过于奇特，汉密尔顿和林顿还是于1998年发表了他们的论文。
云中存在微生物的观点并非完全陌生。早期生物学家曾做过这方面的实验，他们将一个玻璃瓶从飞机窗口伸出去，然后返回地面，结果发现，玻璃瓶里充满了微生物。然而，汉密尔顿和林顿的观点新奇之处在于：为适应环境，微生物通过自然选择进化出了造云的能力，就像海狸进化出建造池塘的能力一样。
汉密尔顿和林顿的论文具有超前性。文中提出的问题对于微生物学家来说有些过大，对于气象学家来说太生物化，对于海洋学家来说太过气象化。实际上，没有一个人能够了解云雾究竟由哪些成分组成，即便是汉密尔顿和林顿也不完全知晓。
汉密尔顿去世后，为了纪念这位富于冒险精神和独创精神的进化生物学家，他的朋友和追随者将他的云论作为一种新奇观点来讨论，随后便被大家置之不理。然而，有意思的事情发生了。汉密尔顿死后不久，科学家们开始检验他的云论。首先检验了云中含有大量微生物的观点，科学家们从云中提取了许多样品，将其进行冷冻，然后进行现代基因分析。最后他们发现，每个样品都充满了蛋白质和DNA，这意味着云中的确存在生命。在云雾中，平均每毫升水分含有数万个活细胞。当然，与相同容量的池塘水相比显然要少得多，但它仍远远超出了大家先前的预料。水藻、细菌和各种真菌不仅乘云飞行，而且实际上就生活在云里面，它们在这里生息、繁衍，以云里的有机酸、醇类、硫磺和氮为食。近年来发现，有3种细菌一路扶摇直上，进入了平流层。平流层距离地面有12英里之遥，不仅位置高，更要命的是，这里的空气极其稀薄，云量也最少。这3种细菌除了生活在平流层中，在任何一个地方都没有发现它们的踪迹，这样就留下了一个未解之谜：某些物种可能只适合生活在云中。按照汉密尔顿的观点，云雾是这些微生物的生物王国，而梭罗将云雾形象地称为“飘动的空气牧场”。
汉密尔顿和林顿假说的关键之处，不是简单地指出云里生活着微生物，而是这些微生物已进化出一种与众不同的特殊适应能力，它们长出了微小的化学“翅膀”，从而将它们带到了这里。生活在森林和沙漠中的微生物不需要进行任何适应性进化就可来到云端。风、沙尘暴、大火和雷电足可以将它们吹向空中。但对于海洋微生物来说，要到达云端首先必须逃脱水的表面张力，这不是一件容易做到的事。然而，科学家们发现，云雾里仍充满了这种微小的海洋微生物。
汉密尔顿和林顿猜想，海洋微生物以及其他单细胞生物利用被大风卷起的浪端白沫中的上升气泡“飞”入空中。现在已经知道，这种气泡在上升过程中不断“吞噬”细菌和其他单细胞生物。一个气泡聚集的微生物密度是其周围微生物密度的数百倍。一旦到达水面，微生物会因气泡爆裂而被喷进空中。或许这种爆发力足以将微生物送入天空，然而，汉密尔顿和林顿认为，这种推力还不够，应该还有其他推动力量。
他们知道，海洋微生物(尤其是海藻)能产生一种二甲基硫醚(DMS)，这是一种细菌代谢副产品，易燃，不溶于水。此外，他们还知道，由海洋微生物生成的二甲基硫醚能启动云的形成过程。云中微生物产生二甲基硫醚分子，而二甲基硫醚可以促进水分子冷凝，形成冷凝液。对于这一观点目前没有太多争论，问题是微生物的基因能否通过产生二甲基硫醚让自己受益?能产生更多二甲基硫醚的微生物被抛入空中后能否获得更好的生存机会?还有，这些微生物进入云端后能否被输送到一片更适合它们生长的海域，并让其子孙受益?汉密尔顿和林顿认为完全可以。他们还猜测，二甲基硫醚就像某种运载工具，当微生物需要进入空中时，这些化学物可以将其送上云端，这就是他们认为的第二种推力。
微生物进入云中后，它们是如何落下来的呢?迄今为止，除了3种新发现细菌只生活在平流层外，绝大部分飞翔在我们头顶上的微生物都需要落到地面上繁衍后代。汉密尔顿和林顿认为，云中微生物会产生第二种化合物，一种能促使周围水分结冰的蛋白质。被冰冻起来的微生物自由降落到地面，如果一切顺利，冰最终会融化，微生物会生长、分裂。
1976年，大卫・桑德斯受聘于蒙大拿州立大学，这一年蒙州爆发了小麦病原菌。这种细菌能产生一种可提高水的冰点的蛋白质，以相对较高的温度致使植物的叶子遭受霜冻害。遭受冻害的植物细胞会爆裂，某些细菌就趁机吞噬细胞里的物质。桑德斯始终搞不明白，感染植物的病菌来自何处。他做了一个实验，将一部分麦种进行灭菌处理，然后将其种到试验田里。令人不可思议的是，小麦仍然被感染了。病菌似乎直接来自天上，于是他决定再做一个试验。他拿着一个皮氏培养皿上了一架飞机，到达一定高度后，将培养皿从飞机窗户处伸出去，他的手几乎被冻僵了。当他把培养皿带回实验室后，发现培养皿里长出了小麦病原菌。原来病菌就漂浮在麦地上方的云层里，以某种方式降落到经过灭菌处理的小麦上。
微生物可以分为原核微生物、真核微生物和病毒三大类。
1、原核微生物：无核膜，核物质裸露在细胞质中，不进行有丝分裂。包括细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体和蓝细菌；
2、真核微生物：具有真正的细胞核。包括酵母菌、霉菌和大型真菌。大型真菌包括各种蘑菇、蕈、灵芝等；
3、病毒：超显微的，没有细胞结构的专性活细胞寄生的大分子微生物；
（来源：文章屋网 ）
南极冰下湖发现新物种
2013年3月，俄罗斯科学家完成了对南极东方湖深层钻探所获取样本的最后一次分析，在排除了科学界所知晓的一切生物后，竟然还存在一种与全球数据库中的一切物种数据都不吻合的微生物DNA。这一新生命是未被识别、未被分类的。它不属于已知的任何一个物种。用俄罗斯科学家的话说，“这一新生命出现在世界上绝无仅有的无菌湖中。全球找不到第二个这样的水体或是实验室，即便是人为因素也无法打造出类似的环境。”据介绍，他们将再次启动南极深层钻探，“倘若从水中再度获得类似有机体，便能断定我们在地球上找到了其他地方从未发现过的新生命”。
此前，科学家曾在格陵兰冰川下方约3.2千米处的冰层中，发现了一种细菌，它们是迄今为止发现的体积最小的微生物。这种细菌生有类似尾巴的超长鞭毛，最适合在冰层微小的纹理中移动。一个美国科学家小组成功地让这种估计已沉睡了12万年的细菌苏醒了过来。
意义堪比登陆火星
东方湖是南极洲最大的冰下湖，位于俄罗斯南极科考站附近，面积约1.5万平方千米，深约1200米。它的特殊之处在于，近两千万年以来，它与地球大气层和地表生态环境处于完全隔绝的状态。早在上世纪70年代，俄罗斯科学家便开始在此处进行钻探，但当时对于该湖的存在尚一无所知，钻探只是出于古气候研究的需要。直至1996年，俄罗斯科学家与英国同行合作，才发现了这颗隐匿于南极洲厚重冰层之下多年的淡水明珠。借助无线电以及地震探测，终于明确了东方湖的面积、形状、上方冰层厚度以及水下地貌及沉积层的情况。
1998年，国际社会曾发出呼吁，在研发出对东方湖生态系统污染最小的设备之前，最好停止钻探，相关工作随即偃旗息鼓。直至俄罗斯专家破解了这一技术瓶颈后，才恢复了深层钻探。2012年2月，俄罗斯第57次南极科考队经过钻探，首次成功穿透冰层，直抵湖表。
俄罗斯科学院认为，此次重大发现的意义堪比登陆火星。毕竟东方湖已经与世隔绝两千万年之久，此前从未与地球的其他生物圈发生过任何接触。学者们推测，湖中可能存在着选择了其他进化道路的新生物。
地球最深处微生物很活跃
科学家知道，深海生命通常以下沉的有机物为生。有机物在下沉过程中，附着其表面的微生物会令其营养逐渐流失。据估计，海洋表面生成的有机物仅有1%～2%的数量能够到达平均深度约3700米的海底。至于有多少能到达深达1.1万米的马里亚纳海沟就不得而知了。为了进一步了解深海生命，科学家利用深海探测器，获取了采自太平洋中西部马里亚纳海沟最深处的淤泥。他们分析这些海底沉积物的耗氧量，借此评估深海微生物的活跃程度。结果发现，这些来自马里亚纳海沟最深处的沉积物的耗氧量高得惊人；相比另一个6000米深、距马里亚纳海沟60千米的区域，这里的微生物活跃程度是它的两倍。
地球的一个大洞
在如此偏远荒凉的地方竟能发现高于周遭的生命活跃迹象，简直令人不可思议。南丹麦大学的生物地球化学专家解释说，马里亚纳海沟就像地球的一个大洞，是下沉沉积物的一个天然聚集地。类似的情况在其他海沟同样存在。“好比花园里有个洞，被风吹过来的物质自然会落到洞里，慢慢将洞填满。马里亚纳海沟就是这种情况”。聪明的你一定会问，海底怎么会有风呢？丹麦专家指出，马里亚纳海沟处于下潜区域，也就是构成地表的某一板块沉到了另一板块下面。这样的区域很不稳定，地震频发，随之引发的泥石流会将杂质带到海沟中。
压力巨大、“暗无天日”的地球最深处居然活跃着数量惊人的微生物，这一发现证实了，对于海洋表面的微小植物至关重要的二氧化碳是可以被“埋”入深海的，这一自然过程有助于缓解地球气候变化。同时，这一发现也拓宽了人们对维持生命所必需的条件的认识。
“随遇而安”不在话下
不久前，另一个科研团队在海洋地壳中也发现了大量活跃的微生物。他们研究的是位于美国西北部洋面约2600米深的海底岩石，这些岩石从海底隆起的高度在350～580米之间。他们发现，生活在这些岩石中的微生物，赖以生存的是海水和岩石发生化学反应所产生的能量，而非从海面下沉的有机物。由此可见，微生物对极端环境的适应能力极强，“随遇而安”不在话下。
说到微生物“随遇而安”的本领，值得一提的是那些生活在海底“黑烟囱”周围，包括微生物在内的大量生命。所谓海底“烟囱”其实是海底热泉活动的残留物，当海底热泉喷出的富含矿物质的热液与海水混合后，会因沉淀物堆积而形成一个个“烟囱”。因海水的温度、成分与热液所含的矿物质不同，“烟囱”呈现的颜色也不相同。其中最常见的“黑烟囱”的主体一般为硫化物。
海底“黑烟囱”大多分布在海面以下1000～4000米的地方，在那里，每平方米的面积承受着1000～4000吨的压力。在那里，终年没有阳光，不仅缺氧而且富含有毒的硫化物，人们一直认为那里应该是生命的。但偏偏就在这些林立的“烟囱”周围，竟然聚集了大量生物，其中已被发现的生物种类就达10个门类500多个种属。难道那里就是达尔文曾猜想的诞生地球生命的“原始汤”吗？虽然还没有最后结论，但越来越多的人对此深信不疑。
生与死的极限
从东方湖到马里亚纳海沟，不论是淡水还是海水的极深处都发现了微生物的存在。好奇的你一定会问，那么在坚固的地壳深处呢？科学家惊讶地发现，在那个黑暗王国里居然也生活着大量的微小蠕虫和“僵尸微生物”，甚至还可能包含着生命起源的新线索。
他们在中国松辽盆地钻探到地下6千多米的位置时，在岩石中发现了微生物。他们在南非的一个矿井中发现了一种独一无二的细菌。它们是一种真正“自力更生”的微生物。相比之下，其他所有已知生物体均需要别的生物提供某些营养物质。该矿井位于地下约3.2千米处，完全与世隔绝。这种细菌利用含铀岩石产生的放射能作为能量源，从周围岩石和空气中获取所需的所有营养物质，并完成新陈代谢过程。它们是已知的唯一一个单种群生态系统。
科学家在地下深处发现的单细胞微生物包括细菌和古菌。细菌需要水和营养素，但不一定需要氧；古菌可以靠氨或硫磺的化合物为生。由于食物极度匮乏，那里的微生物是“僵尸”，即生长非常缓慢，甚至有可能在几百万年至几千万年的时间里都不进行分裂，就好像死了一样。
其实，“僵尸微生物”在海洋中同样存在。丹麦科学家在北太平洋的海底淤泥中，发现了一个由数量极端稀少的细菌和古菌组成的单细胞微生物群落。这些细胞在显微镜下，几乎没有任何生命迹象。但当你以葡萄糖和其他养料来款待它们时，它们中的大部分都吸收了很少的一点，这表明它们实际上依然活着。但要完成细胞分裂产生子细胞，它们中的每一个都要花费数百甚至上千年的时间来积聚足够的能量。这意味着，这些细胞中有一些的年龄可能已有数千岁甚至还要更老。它们的存在或许有助于人类重新定义生与死的极限。
1关于烟草微生物
世界各地均有烟草种植，品质、土壤、气候、耕作制度等有显著差异，使烟叶的品质存在显著不同，也为不同卷烟的生产奠定了原料基础。由于烟草生境的不同，自然使得烟叶表面的微生物类群和优势菌种显著不同，例如我国醇化烤烟表面的微生物有芽孢杆菌（Bacillusspp．）、噬菌弧菌（Bacteriovoraxspp．）和假单胞菌（Pseudomonasspp．）为主，而在津巴布韦烟叶表面则存在着鞘氨醇单胞菌（Sphingomonasspp．）、寡养单胞菌（Stenotrophomonasspp．）、欧文氏菌（Er－winiaspp．）和泛菌（Pantoeaspp．）、假单胞菌（Pseudomonasspp．）等［27］。上述基础研究表明不同烟叶表面微生物种类繁多，这些丰富的烟叶表面微生物为烟草微生物生物技术的研究和应用提供了庞大的菌种资源库，可以通过分离筛选而获得可用于烟草工业和农业的特殊菌株，而后强化接种至烟叶，在一定温度和湿度条件下发酵后，根据理化指标和吸食品质的变化来筛选目的菌株，从而为特定烟叶品质的改善和卷烟产品风格的形成奠定菌种基础。
2关于烟叶及叶组的发酵
烟叶醇化事实上是烟叶的自然发酵过程，在该过程中，烟叶的发酵条件随着四季环境温度的变化而变化。对于烟草微生物生物技术而言，则是典型的人工控制环境条件下的发酵过程。在菌种筛选出来以后，需要将其进行大规模培养以获得微生物菌体，进而接种至烟叶或者叶组，进行发酵过程。同其他发酵产品不同，由于烟草制品的特殊性，在施用微生物时，需要将培养微生物所用的培养基与微生物彻底分离，不能将培养基成分带入烟叶／叶组中，在实践中，我们采用无菌去离子水洗涤培养后微生物菌体以去除培养基成分。在将微生物接种至烟叶或者叶组后，与传统加香加料不同，微生物是“主导者”，由这些“活”的微生物在发酵过程中改善烟叶／叶组的吸食品质并形成产品风格，因而需要根据微生物生长和代谢的特点建立烟叶或者叶组的发酵工艺过程。实际上，在发酵过程中需要根据接种微生物的特性，提供适宜其生长和代谢的温度和湿度，使微生物能够在烟叶／叶组中生长和代谢，改善烟叶／叶组的吸食品质。我们通过摸索认为高湿固态发酵方法是适合进行烟叶／叶组发酵的模式，但需要根据施加微生物的种类以及烟叶／叶组的特点等有针对性地调整发酵工艺参数。虽然单一菌株可以较为明显地改善烟叶吸食品质，但是对于卷烟叶组而言，仅用单一菌株则很难使其吸食品质达到成品卷烟的标准，因此需要采用微生物复配的方法，利用不同微生物的代谢特性，赋予卷烟产品特有风格。在叶组发酵过程中发酵参数（温度、湿度等）的设计则需兼顾考虑复配微生物中每个菌种的最适生长条件，根据吸食品质的变化而采用不同的发酵策略。
3关于烘丝
烘丝过程中的干燥脱水使叶组发生明显的物理和化学变化，同时影响卷烟叶组的吸食品质。在完成卷烟叶组的固态发酵后，叶组进入烘丝工艺过程，主要根据卷烟叶组吸食品质的变化来确定具体烘丝工艺参数。在实践中，我们认为为最大程度保留卷烟叶组的烟草本香，宜采用低温烘丝或者高温短时／瞬时烘丝的方法。
4关于与现有卷烟工艺的结合
采用微生物生物技术用于改善烟叶或者叶组的吸食品质，其核心是微生物，因而需配套专用的微生物生产线用于大规模培养和获得微生物菌体。此外，烟叶／叶组的固态高湿发酵过程需要特殊的生产设备，对生产车间的环境要求也较高。应用微生物生物技术的卷烟生产工艺与现有卷烟生产工艺存在显著不同，去除了传统的加料加香工艺环节，增加了微生物培养和叶组固态发酵等环节，一般需要依据产品规格和微生物的特点对生产过程中涉及微生物的单元过程进行动态调整，但是并不需要改变现有工业化卷烟生产过程中主要生产工序，如制丝、卷接、包装等主要工艺环节并无变化。虽然目前的初步实践表明将微生物生物技术用于改善烟叶／叶组的吸食品质是可行的，并且在减害上也已显现出一定潜力，但是笔者认为在这一新的“古老”领域仍然有大量的研究工作有待深入探索，如微生物与烟叶的作用？微生物间的协同？微生物代谢与烟草化学成分的关系？等等，这些问题均有待深入研究。
作者：吕欣单位：西北农林科技大学食品科学与工程学院
从昆虫病理学发展起来并被开发利用的杀虫微生物――微生物农药具有对人畜安全无毒，选择性强，不伤害害虫天敌，害虫不产生抗药性，不污染环境等优点，同时生产原料大多数为农副产品、农作物秸秆和副产物，设备比较简单，成本低，便于就地取材生产和应用。因此，越来越受人们的关注。
1.微生物杀虫剂及其优点
微生物杀虫剂分为自身和代谢产物两大类，前者指那些由于微生物本身寄生导致宿主昆虫致病和死亡，如苏云金杆菌、病毒、真菌、线虫；后者指其代谢产物能直接杀死昆虫的微生物，如Avermectin。微生物杀虫剂种类很多，已发现的2000多种。按照微生物的分类可分为细菌、真菌、病毒、原生动物和线虫等。目前。国内研究开发应用并形成商品化产品的主要有细菌类杀虫剂、真菌类杀虫剂、病毒类杀虫剂和抗生素类杀虫剂。用于控制害虫的微生物或其产物也被称为微生物杀虫剂。与化学农药相比，微生物杀虫剂用于防治害虫有很多优点：
（1）微生物杀虫剂特异性强，对人畜比较安全；
（2）有选择性，可有效利用天敌的保护；
（3）害虫不易产生抗药性；
（4）能保护害虫的天敌；
（5）经济有效，既可工业化生产，又可用简易的固体发酵法进行生产，便于农村推广；
（6）不污染环境，有利于改善环境和保护水资源；
（7）生产原料主要为农副产品和副产物，便于就地取材生产和应用。
上述特点弥补了化学杀虫剂的不足。农业应用实践证明，微生物杀虫剂是一种有效的、传播力强、可用于短期或长期防治比较安全的生物农药，在害虫的综合防治中起着重要作用。因此，国内外越来越重视这类产品的研究开发。近年来微生物杀虫剂的品种不断增加，应用范围不断扩大。微生物杀虫剂的研究开发和应用已进入了一个新的历史时期。
2.微生物杀虫剂的不足及发展前景
微生物杀虫剂在生产实践上还没有普遍推广应用，分析其原因大致有以下几个方面：
一是因为微生物是一类看不见或看不清的生物，微生物杀虫剂属于微观世界的生物农药，人们对该类农药缺乏感性认识；
二是与微生物杀虫剂有关的科学技术知识推广普及工作比较薄弱；
三是微生物制剂在生产和应用方面还存在一些技术问题；
四是微生物农药与化学农药相比有以下缺点：药效慢，气候条件如湿度、温度、雨水等影响药效，在外环境中毒性很快减弱（24～48小时），人们对微生物杀虫剂的药效怀有疑虑，在生产上推广应用有一定的难度。
随着科学技术的推广普及，微生物农药在植保工作中的地位和作用将会逐渐被人们认识，在生产和应用中的技术问题也会得到解决，微生物杀虫剂将会作为一种重要的生物农药在农业上推广应用。
2.1研究开发中的不足
虽然近年来我国已经开发登记了不少新品种，但不少品种生产缺少突破性进展，相当多品种研制成功已好几年，但发酵生产工艺、后处理技术和剂型化技术缺少技术创新，技术不够成熟、不够完整和不够配套，导致生产成本偏高，产品质量不稳定，达不到产业化发展的要求。另外，在新品种的研究开发时，对实用的应用技术研究不够深入，如活体微生物杀虫剂在应用时容易受环境条件影响，效果不够稳定。今后应加强基础和应用基础研究，开发丰富的微生物资源，强化生产工艺、剂型和应用技术的研究，重点突破影响产业化发展的关键技术及配套技术，加大我国有优势的、拥有自主知识产权的微生物杀虫剂品种的研究开发力度，实现技术创新。
2.2产品推广应用中的不足
微生物杀虫剂和其他生物农药一样，在应用时不具备化学农药用量少、见效快的特点，由于生产技术含量高，生产成本和应用成本要高于化学农药，而且使用过程中还需要一定的技术，在价格与化学农药相当时，农民更愿意买见效快的化学农药。另外，农民技能差，缺乏消费、环保意识，接受新技术慢也是制约微生物杀虫剂发展的重要因素。所以，应把微生物杀虫剂的应用技术纳入国家的技术推广体系，提高技术推广人员的素质，加强技术推广，重视对广大农民的培训，并通过各种媒体宣传微生物杀虫剂的产品和使用技术。在应用上，要把产品应用在绿色和无公害粮食和蔬菜等经济作物的生产上，使生物农药的应用领域得到稳定地拓展，推动微生物杀虫剂的广泛应用。
2.3微生物杀虫剂的发展前景
微生物杀虫剂有三个引人注目的发展方向，一是从生态学角度引进和应用天敌微生物以长期抑制害虫；二是从化学角度，即从杀虫微生物的代谢产物中提取高效低毒杀虫物质，从而达到化学药物的效果；三是利用生物工程技术（如DNA重组技术、转基因等）创造出多种高效广谱的杀虫品系，强化杀虫效果。
我国微生物杀虫剂经过几十年发展，无论在研发队伍和产业发展上都有了一定的基础和规模，随着科学技术的进步、国家产业结构的调整和市场的需求，微生物杀虫剂有着广阔的发展前景。丰富的资源为微生物杀虫剂的发展奠定了良好的基础，我国地域辽阔，微生物资源极其丰富，有很多地域还没有得到开发，就是现已开发的资源也没有充分利用。
1 嗜热微生物
1.1 嗜热微生物的定义及分布
嗜热微生物也被称为嗜热菌或者高温菌。嗜热微生物主要分布于温泉、堆肥、煤堆、有机物堆、强烈太阳辐射加热的地面、地热区土壤以及陆地和海底火山口等高温环境[2]。
1.2 嗜热微生物的分类
嗜热微生物分为耐热菌、兼性嗜热菌、专性嗜热菌、极端嗜热菌、超嗜热菌,根据嗜热微生物对高温环境的耐受程度不同,学者们作如下的区分(表1)。
1.3 嗜热微生物的应用
1.3.1 嗜热酶及超级嗜热酶 嗜热酶(55~80 ℃)和超级嗜热酶(80~113 ℃)具有与普通化学催化剂不同的高催化效率、很强的底物专一性、在高温条件下稳定性良好等优点。这些酶在食品工业、造纸工业、烟草业、石油开采、医药工业、环境保护、液体燃料的开采、能源利用等领域中具有广阔的应用前景。
1.3.2 抗生素 嗜热微生物生活在高温环境中,能够产生多种特殊的代谢产物,其中有一部分是抗生素类,为目前抗生素的开发和生产提供了新的思路,有较大的应用前景。
1.3.3 嗜热微生物菌体及其它活性物质 嗜热微生物菌体可直接用于工业生产,同时嗜热微生物在高温的条件下还会产生维生素等物质。
2 嗜冷微生物
2.1 嗜冷微生物的定义
嗜冷微生物是适应低温环境生活的一类极端微生物[3]。
2.2 嗜冷微生物的分类
嗜冷微生物分为专性嗜冷菌、兼性嗜冷菌、极端嗜冷菌、耐冷菌,根据嗜冷微生物对低温环境的耐受程度不同,学者们作如下的区分(表2)。
2.3 嗜冷微生物的应用
2.3.1 环境保护方面 通过嗜冷微生物产生的冷适应酶来实现低温下的污染物生物降解。
2.3.2 食品方面 嗜冷微生物常用于牛奶加工业、果汁提取工艺、肉类加工业、烘培面包工艺、乳酪制造业等食品制作方面。
2.3.3 生物技术方面 嗜冷微生物也用于生物降解或生物催化。混合培养的专一嗜冷微生物在污染环境中扩增和接种产生的酶可提高不耐火化学药品的降解能力。由于嗜冷微生物的特殊蛋白质结构,嗜冷微生物在生物催化方向上具有更大的优越性和更好的应用前景。
3 嗜酸微生物
3.1 嗜酸微生物的分布及定义
自然界存在许多强酸环境,如废煤堆及其排出水、酸性温泉、废铜矿、生物沥滤堆及酸性土壤等。其中,许多微生物的代谢活动也会产生酸性环境。生长在酸性环境中的微生物被称为嗜酸微生物[4]。
3.2 嗜酸微生物的分类
嗜酸微生物分为嗜酸型、耐酸型、极端嗜酸微生物,根据嗜酸微生物对酸性环境的耐受程度不同,学者们作如下的区分(表3)。
3.3 嗜酸微生物的应用
3.3.1 在冶金方面的应用 冶金方面利用嗜酸微生物是将贫矿和尾矿中金属溶出并回收,即我们常说的生物湿法冶金。 []
3.3.2 环境保护应用 利用嗜酸微生物处理重金属,去除率可达到80%以上,而且处理成本比传统方法要降低很多。
3.3.3 能源应用 利用嗜酸微生物为催化剂,可以构建成为微生物燃料电池。
4 嗜碱微生物
4.1 嗜碱微生物的定义
一般把最适生长pH值在9.0以上的微生物称嗜碱微生物[5],其所耐pH值可高达10~12。到目前为止,嗜碱微生物还没有确切的定义。
4.2 嗜碱微生物的分类
嗜碱微生物分为嗜碱菌、耐碱菌、专性嗜碱菌、兼性嗜碱菌,根据嗜碱微生物对碱性环境的耐受程度不同,学者们作如下的区分(表4)。
4.3 嗜碱微生物的应用
4.3.1 发酵工业 嗜碱微生物可以作为许多酶制剂的生产菌。如洗涤剂酶和环糊精的生产都是利用嗜碱微生物的胞外酶获得的。
4.3.2 造纸工业 嗜碱微生物被应用于革脱脂、造纸木浆脱脂等。
4.3.3 其他方面 嗜碱微生物和碱性纤维素酶在碱性废水处理、化妆品、皮革和食品等方面也具有独特用途。在环境保护方面嗜碱微生物可发挥巨大作用;碱性淀粉酶可用于纺织品退浆及淀粉作粘接剂时的粘度调节剂;用于皮革工业中的脱毛工艺以提高脱毛效率和质量,利用嗜碱微生物进行苎麻脱胶。
5 嗜盐微生物
5.1 嗜盐微生物的分布及定义
在自然界中,有许多含有高浓度盐分的环境,如美国犹他大盐湖(盐度为2.2 %)、着名的死海(盐度为2.5%)、里海(盐度为1.7%)、海湾和沿海的礁石池塘等。在这些高盐环境中仍然存在许多抗高渗透压微生物,即嗜盐微生物。
5.2 嗜盐微生物的分类
嗜盐微生物分为弱嗜盐微生物、中度嗜盐微生物、极端嗜盐微生物,各自最适生长盐浓度如表5。
5.3 嗜盐微生物的应用
利用菌体发酵,可生产高聚化合物。除去工业废水中的磷酸盐,用于开发盐碱、生产嗜盐酶。嗜盐古菌和紫膜蛋白能通过构型的改变储存信息,可作为生物计算机芯片的新材料,还可用于高盐污水的处理。
6 嗜压微生物
6.1 嗜压微生物的定义
需要高压才能良好生长的微生物称嗜压微生物。最适生长压力为正常压力,但能耐受高压的微生物被称为耐压微生物。
6.2 嗜压微生物的分类
嗜压微生物分为耐压菌、嗜压菌、极端嗜压菌,各自的最低生长压、最适生长压、最高生长压如表6。
6.3 嗜压微生物的应用
摘 要： 极端微生物的研究对探索生命的起源、微生物的育种及开发利用等具有重要意义。综述了极端微生物的研究及其应用，从定义、分类与应用前景几个方面，介绍部分极端微生物的研究现状及其应用情况。
关键词：极端微生物；极端环境；分类；应用前景
中图分类号：q93 文献标识码：a doi编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.10.006
在自然界中，存在着一些绝大多数生物都无法生存的极端环境，诸如高温、低温、高酸、高碱、高盐、高毒、高渗、高压、干旱或高辐射强度等环境。凡依赖于这些极端环境才能正常生长繁殖的微生物，称为嗜极菌或极端微生物。由于它们在细胞内造、生理、生化、遗传和种系进化上的突出特性，不仅在基础理论研究上有着重要的意义，而且在实际应用上有着巨大的潜力[1]。
1 嗜热微生物
1.1 嗜热微生物的定义及分布
嗜热微生物也被称为嗜热菌或者高温菌。嗜热微生物主要分布于温泉、堆肥、煤堆、有机物堆、强烈太阳辐射加热的地面、地热区土壤以及陆地和海底火山口等高温环境[2]。
1.2 嗜热微生物的分类
嗜热微生物分为耐热菌、兼性嗜热菌、专性嗜热菌、极端嗜热菌、超嗜热菌，根据嗜热微生物对高温环境的耐受程度不同，学者们作如下的区分（表1）。
1.3 嗜热微生物的应用
1.3.1 嗜热酶及超级嗜热酶 嗜热酶（55～80 ℃）和超级嗜热酶（80～113 ℃）具有与普通化学催化剂不同的高催化效率、很强的底物专一性、在高温条件下稳定性良好等优点。这些酶在食品工业、造纸工业、烟草业、石油开采、医药工业、环境保护、液体燃料的开采、能源利用等领域中具有广阔的应用前景。
1.3.2 抗生素 嗜热微生物生活在高温环境中，能够产生多种特殊的代谢产物，其中有一部分是抗生素类，为目前抗生素的开发和生产提供了新的思路，有较大的应用前景。
1.3.3 嗜热微生物菌体及其它活性物质 嗜热微生物菌体可直接用于工业生产，同时嗜热微生物在高温的条件下还会产生维生素等物质。
2 嗜冷微生物
2.1 嗜冷微生物的定义
嗜冷微生物是适应低温环境生活的一类极端微生物[3]。
2.2 嗜冷微生物的分类
嗜冷微生物分为专性嗜冷菌、兼性嗜冷菌、极端嗜冷菌、耐冷菌，根据嗜冷微生物对低温环境的耐受程度不同，学者们作如下的区分（表2）。
2.3 嗜冷微生物的应用
2.3.1 环境保护方面 通过嗜冷微生物产生的冷适应酶来实现低温下的污染物生物降解。
2.3.2 食品方面 嗜冷微生物常用于牛奶加工业、果汁提取工艺、肉类加工业、烘培面包工艺、乳酪制造业等食品制作方面。
2.3.3 生物技术方面 嗜冷微生物也用于生物降解或生物催化。混合培养的专一嗜冷微生物在污染环境中扩增和接种产生的酶可提高不耐火化学药品的降解能力。由于嗜冷微生物的特殊蛋白质结构，嗜冷微生物在生物催化方向上具有更大的优越性和更好的应用前景。
3 嗜酸微生物
3.1 嗜酸微生物的分布及定义
自然界存在许多强酸环境，如废煤堆及其排出水、酸性温泉、废铜矿、生物沥滤堆及酸性土壤等。其中，许多微生物的代谢活动也会产生酸性环境。生长在酸性环境中的微生物被称为嗜酸微生物[4]。
3.2 嗜酸微生物的分类
嗜酸微生物分为嗜酸型、耐酸型、极端嗜酸微生物，根据嗜酸微生物对酸性环境的耐受程度不同，学者们作如下的区分（表3）。
3.3 嗜酸微生物的应用
3.3.1 在冶金方面的应用 冶金方面利用嗜酸微生物是将贫矿和尾矿中金属溶出并回收，即我们常说的生物湿法冶金。
3.3.2 环境保护应用 利用嗜酸微生物处理重金属，去除率可达到80%以上，而且处理成本比传统方法要降低很多。
3.3.3 能源应用 利用嗜酸微生物为催化剂，可以构建成为微生物燃料电池。
4 嗜碱微生物
4.1 嗜碱微生物的定义
一般把最适生长ph值在9.0以上的微生物称嗜碱微生物[5]，其所耐ph值可高达10～12。到目前为止，嗜碱微生物还没有确切的定义。
4.2 嗜碱微生物的分类
嗜碱微生物分为嗜碱菌、耐碱菌、专性嗜碱菌、兼性嗜碱菌，根据嗜碱微生物对碱性环境的耐受程度不同，学者们作如下的区分（表4）。
4.3 嗜碱微生物的应用
4.3.1 发酵工业 嗜碱微生物可以作为许多酶制剂的生产菌。如洗涤剂酶和环糊精的生产都是利用嗜碱微生物的胞外酶获得的。
4.3.2 造纸工业 嗜碱微生物被应用于革脱脂、造纸木浆脱脂等。
4.3.3 其他方面 嗜碱微生物和碱性纤维素酶在碱性废水处理、化妆品、皮革和食品等方面也具有独特用途。在环境保护方面嗜碱微生物可发挥巨大作用；碱性淀粉酶可用于纺织品退浆及淀粉作粘接剂时的粘度调节剂；用于皮革工业中的脱毛工艺以提高脱毛效率和质量，利用嗜碱微生物进行苎麻脱胶。
5 嗜盐微生物
5.1 嗜盐微生物的分布及定义
在自然界中，有许多含有高浓度盐分的环境，如美国犹他大盐湖（盐度为2.2 %）、著名的死海（盐度为2.5%）、里海（盐度为1.7%）、海湾和沿海的礁石池塘等。在这些高盐环境中仍然存在许多抗高渗透压微生物，即嗜盐微生物。
5.2 嗜盐微生物的分类
嗜盐微生物分为弱嗜盐微生物、中度嗜盐微生物、极端嗜盐微生物，各自最适生长盐浓度如表5。
5.3 嗜盐微生物的应用
利用菌体发酵，可生产高聚化合物。除去工业废水中的磷酸盐，用于开发盐碱、生产嗜盐酶。嗜盐古菌和紫膜蛋白能通过构型的改变储存信息，可作为生物计算机芯片的新材料，还可用于高盐污水的处理。
6 嗜压微生物
6.1 嗜压微生物的定义
需要高压才能良好生长的微生物称嗜压微生物。最适生长压力为正常压力，但能耐受高压的微生物被称为耐压微生物。
6.2 嗜压微生物的分类
嗜压微生物分为耐压菌、嗜压菌、极端嗜压菌，各自的最低生长压、最适生长压、最高生长压如表6。
6.3 嗜压微生物的应用
耐高温和厌氧生长的嗜压菌有望用于油井下产气增压和降低原油粘度，借以提高采油率。日本发现的深海鱼类肠道内的嗜压古细菌，80%以上的菌株可以生产epa和dha，最高产量可达36%和24%。已经有人通过基因重组，使这些菌有效生产dha。另外，嗜压菌还可以用于高压生物
反应器。
7 抗辐射微生物
7.1 抗辐射微生物的定义
对于辐射这一不良环境因素仅有抗性或者是耐受性，而并非具有“嗜好”，我们将这一类微生物称为抗辐射微生物。
7.2 抗辐射微生物的分类
抗辐射微生物可以分为两类，一类属于异常球菌属的抗辐射微生物，另一类是其他属的原核抗辐射微生物。
异常球菌属的抗辐射微生物是包含抗辐射微生物最多的属，截止至目前为止，已经报道了48个种。而其他属的原核抗辐射微生物以thermococcus和红色杆菌属的抗辐射微生物的辐射抗性水平最高。
7.3 抗辐射微生物的应用
在环境工程方面的应用：污染环境的生物修复、污染环境的监测。在医学方面的应用：抗氧化药物的开发、疫苗的开发应用、保健品的开发。在农业方面的应用：培育具有抗辐射特性的农作物。在其它领域的应用：防晒化妆品的开发、航空航天防辐射宇航服的设计、电化学制造业中表面金属和氧化物纳米阵列的制造。
综上所述，抗辐射微生物的研究在诸多的领域是具有意义的。尽管这些研究还有许多未转变为工业生物技术，但是应用的前景广阔。
8 嗜金属微生物
8.1 嗜金属微生物的定义
嗜金属微生物是一种以金属为食来维持自身的正常新陈代谢，并且将金属以单质的形式从化合物中游离出来，并富集到一起的微生物。
8.2 嗜金属微生物的分类
嗜金属微生物大致可以分为两类，一是好氧性菌（好气腐蚀菌），二是厌氧性菌（厌气腐蚀菌）。好气腐蚀菌是指有氧存在才能生长繁殖的腐蚀菌，如铁细菌、硫杆菌（其中包括氧化硫硫杆菌、脱氮硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌）等。厌气腐蚀菌是指不需要氧存在就能生长繁殖的腐蚀菌，如硫酸盐还原菌。
8.3 嗜金属微生物的应用
嗜金属微生物对金属的腐蚀并非嗜金属微生物本身直接对金属或金属材料的直接作用，而是嗜金属微生物为了维持自身的正常生命活动而产生的结果。
之前我们的研究方向一直都关注在如何对嗜金属微生物产生的后果进行防治的方面，目前对嗜金属微生物的研究方向已经日趋多元化了，更多的学者发现了嗜金属微生物的益处。我们可以通过嗜金属微生物除去水中的重金属，如cr6+、cr3+、zn2+、cu2+、ni2+、cd2+等，甚至包括水中的非金属as3+、as5+都可以通过嗜金属微生物进行去除。在冶金工业中利用嗜金属微生物，也是我们目前对嗜金属微生物的一项利用。还有科学家发现，嗜金属微生物很有可能与黄金的形成有关。
9 展 望
学者们对于极端微生物的研究虽然起步较晚，但是极端微生物的研究发展速度是很快的，目前我们已经取得了一定的成果，展现出了极端微生物广阔的研究与应用前景。但是极端微生物大量投入工业化生产的技术目前尚不成熟，因此，我们对于极端微生物的深入研究和如何将这些极端微生物更好地运用于工业生产，将其转化成为工程菌就具有了重要的意义。
参考文献：
[1] 周德庆.微生物学教程[m].2版.北京：高等教育出版社，2002.
[2] 陈朝银，刘丽，贲昆龙.栖热菌属热稳定dna聚合酶[j].生物技术，2001（4）：31-34.
[3] 唐兵，唐晓峰，彭珍荣，等.嗜冷菌研究进展[j].微生物学杂志，2002（1）：51-53.
早期的研究中以植物内生菌为题报道的绝大部分都是非豆科植物根系内分离到的固氮根瘤菌Frankia属细菌，宿主植物主要有四川桤木(Alnuscermastogyne)、木麻黄(Casuarinasp)、沙棘(Hippophaesp.)、赤场(Alnussp.)、杨梅(Myricasp.)和胡颓子(Elaeagnussp.)等。此外还有百合科(Liliaceae)百合(Liliumsp.)细胞中的内生菌研究。篇名中第一次出现内生细菌的原著论文是1996年中国农业大学刘云霞等关于水稻内生细菌巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)在水稻内分布的研究[5]，以及吴加志等关于Enterobacter，Pseudomonas和Bacillus三属植物内生细菌在植物病害生物防治潜力方面的研究[6]。受国外植物内生细菌研究的影响，作为植物病害的生防因子，我国棉花、水稻、马铃薯等作物的内生细菌首先受到了关注。我国首次正面研究内生真菌的是已故南京农业大学终身教授李扬汉关于麦田有毒杂草毒麦(Loliumtemulentum)中的内生真菌的观察[4]，此后我国内生真菌的研究沉寂了约10年。邱德有等关于红豆杉内生真菌的先驱性研究开启我国药用植物内生真菌研究的火热时代[3,7-9]。目前，关于药物开发指向的植物内生微生物及其所产生理活性物质研究，在我国遍及以药用植物和农用植物为主的数十科野生植物和农作物，连年产出百余篇原著论文和十余篇文献综述(图1)。按现在的趋势，我国年度发表植物内生真菌相关原著论文将很快会超过两百，研究的热潮有增无减，成为植物内生微生物研究中最活跃的领域。植物内生真菌的另一个重要内容——禾本科植物麦角类内生真菌的研究则到甘肃草原生态研究所南志标从新西兰留学回来后才真正兴起。南志标先生回国后在甘肃省自然科学基金和国家人事部归国留学人员科研启动资金的资助下，利用执行联合国粮食计划署2817项目咨询任务时从新疆阿勒泰地区采集到的野生植物样品，首次检测到我国产布顿大麦草(Hordeumbugdanii)中含有内生真菌，并指出了内生真菌的植株能促使宿主植物总生物量、干物质产量、根重以及分蘖数均有所增加。同时也发现，甘肃省的中华羊茅、紫羊茅和部分雀麦属植物中不同程度的含有内生菌[10-11]。同时，在美国牧草种子公司的资助下，新疆草原研究所的李宝军等利用新疆种质资源库的11种牧草种子进行了内生真菌的检测，发现醉马草种子中含有内生真菌[12]。进入21世纪后，关于禾本科植物内生菌的研究有兰州大学的南志标/李春杰课题组、南开大学的高玉葆/任安芝课题组以及南京农业大学的王志伟/纪燕玲课题组等开展持续性的研究。
2植物内生微生物研究的基本特点
首先应该指出，国际国内植物内生微生物研究最大的特点是其范围之大、涉及微生物的种类之多样、功能之繁杂、潜力之广阔。据现行学术界通用的概念和范畴，只要是有机会在植物体内出现的微生物，几乎无所不包含在植物内生微生物的范畴之内[13-15]。这个特征决定了植物内生微生物的研究领域是广阔的，所涉及的学科除生物科学类各基础学科外，还有农学和林学类各基础学科、药物化学、医学、生物工程、食品保藏与加工等多方面的学科。因此，植物内生微生物的研究适合多领域共同协作，在视角和概念运用等方面出现多元化也是很自然的。第二，植物内生微生物基本功能是多层次的。最基本的层次是微生物本身的显。这种功能以微生物的分离物为基础、在人工培养时即得以表达，可通过人工培养以及人工发酵进行研究、挖掘和改良，我国这方面的研究报告最多[16-18]。第二层次是微生物和宿主植物形成共生体(Symbiota)所表现出来的功能。就像绝大多数产毒素的冷季型禾本科植物与其Epichloae类内生真菌的共生体那样，这种毒素的生产和积累的功能不是植物或微生物单独所具有的，或者单独能达到的强度和高度，只有通过宿主植物和内生微生物形成共生体后才体现出来[19-21]。第三层次是内生微生物/宿主植物共生体在不同环境中所表达出来的不同功能或不同程度。上述产毒Epichloae类内生真菌和其宿主植物的共生体也不是在任何时候、任何环境中都能生产和积累毒素，在某种特定的环境条件下生产毒素(多)，在另外的条件下则少生产或根本不生产毒素[19,22]。植物生长环境直接介入微生物和宿主植物共生体的生物学特性的表达。这一现象十分符合植物和微生物相互作用的基本规律，可能对利用植物内生微生物的生理活性物质进行生物制药研究和开发的科研人员也会有积极的启发。第三，植物内生微生物给人类带来的影响不全是有益的，有时也会出现有害的一面。从文献的描述来看，这一点在我国目前仅在少数研究中引起了注意。黑麦草内生真菌、苇状羊茅内生真菌、疯草内生真菌等该宿主植物带来的毒素生产和积累则是最突出的例子。无论是产毒的禾本科植物内生真菌还是疯草内生真菌，已经被人们发现的这些有害事例已经给社会造成了巨大的损失[19,23]。另外，虽然没有出现鹅观草致毒的报道，但从其中的内生真菌中也检测到了一些毒素生产基因(王志伟等，未发表)。因此，我们有必要对植物内生微生物给人类带来有害影响也给以足够的关注。同样，我们固然可以期望植物内生微生物给宿主植物带来或加强抗菌作用(Antagonism)、化感作用(Allelopathy)等抑制其它生物生长和发育的功能，在植物抗病、抑制杂草等方面起到一定的正面作用。但另一方面，这些作用是否会导致区域内生物多样性的降低[24-25]，产生新的生态问题？这些都需要今后去认真评价。第四，植物内生微生物的功能一部分可通过生物学/生物化学的特征表现出来，另有一部分功能必须通过生态学的方法才能加以研究和利用。新西兰在飞机场及其周边大规模种植产毒素Epichloae类内生真菌和其宿主植物共生体，以此驱避在机场聚集的鸟类(JohnCuradus，私人通信)。这是通过生态学的方法对植物内生微生物的功能加以利用的一个代表性事例。在我国，利用植物内生微生物进行植物病虫害的生物防治也是这类事例中的典型[25-27]。在这些情况下，内生微生物和其宿主植物的共生体特征的稳定表达就十分重要。一般来说，植物内生微生物作为药用微生物利用时，微生物本身相对重要一些，而作为农用资源或环境修复手段加以利用时，共生体的特征则往往更加重要。
3我植物内生微生物研究的发展和特点
进入21世纪，特别是近10年来，我国植物内生微生物的研究发展迅猛。据最保守统计，在我国发行杂志上由我国科研人员发表的植物内生微生物的论文(篇名中含有“内生菌”、“内生细菌”或“内生真菌”字样的论文)在2008年以后每年都超过200篇，2013年论文总数已逼近300(图1)。考虑篇名中没有体现出来的论文以及在国外发表的论文，我国科研人员近年来发表的植物内生微生物研究的论文大约每年可达400篇以上。研究领域也全面开花，基本形成了4大板块、24个分支的局面(表1)。至此，我国已形成了一支队伍庞大、成果丰硕的科研力量，在国际植物内生微生物研究中占有十分显要的地位。从整体趋势来看，我国植物内生微生物研究的特点可概括为“四多四少”。资源探索多、分离培养多、活性检测和生物功能研究多，基础性前期工作多；方法研究少、涉及林木少、与宿主的关联少、实际应用少。特别是以药物开发为目的的资源探索性研究报告最多，以抗菌、抗肿瘤等指标为主的药物开发指向的论文大量出现，形成了我国植物内生微生物研究中最耀眼的亮点[17,28-29]。植物内生微生物研究以生理活性检测以及活性物质探索为主要范式(Paradigm)之一，思路清晰易懂、方法简单、实施容易，是研究生训练的好材料。关注我国植物内生微生物论文数量的上升时机，也不难发现其上升趋势和研究生毕业数量的上升基本同步(图1)。从论文数量整体来看，从20世纪末开始我国科研人员在本国的科学杂志上(中国学术期刊网络出版总库收录部分，1979-2013年)，植物内生微生物的研究有了飞速的发展。在21世纪的第一个10年中，我国关于植物内生微生物研究的突飞猛进，论文数量从2000年的14篇增加到2010年的257篇，翻了18.4倍(图1)；研究对象也从Frankia等非共生固氮根瘤菌为主、加上几个关于红豆杉内的紫杉醇生产菌以及冷季型禾本科植物中的麦角菌类真菌等零星报道，发展到包括草本、木本、单子叶、双子叶以及蕨类等数十科近百属植物中的微生物；研究方向也增加到包括医药、农业、环境、食品等多个领域(表1)。最近几年来，植物内生微生物相关的论文数量继续增加、研究范围继续扩大，形成了我国微生物学研究中发展最快、研究人员增长和人才积累最快、研究范围扩大最快的领域。在这个领域中，显示各种生理活性、具有潜在的药物开发价值的植物内生真菌以及它们所生产的生理活性物质不断出现，具有抗病虫害活性的内生微生物菌株也大量积累，新的微生物物种被相继提出，并不断开发出重金属抗性增强、难降解化合物的分解等新的应用功能。同时，通过参与植物内生微生物研究而得到基本科学训练的年轻学者也大量进入社会，我国植物内生微生物的研究蕴含着巨大的发展潜力。但是，我国植物微生物研究发展不平衡。在我国的期刊上发表的研究报告主要集中在医药方向和农业方向，尤其是以生物医药开发为目标的药用植物内生微生物的论文数量尤为突出[17,28-29]。而在大尺度生态学中十分重要的天然林木以及草原野草中的内生微生物则报道相对较少[12,30-33]。在研究程度上也存在着“初步研究多、深入追究少”的特点。在生物活性和活性物质研究方面，分离和初步鉴定多、周密的分类鉴定少，活性菌株的初级筛选多、达到或接近可应用水平的筛选少，活性检测和物质初步提纯多、化合物纯化与鉴定少，发展到后期应用的事例则寥寥无几，有关生理活性物质生产的基因及其调控的研究则更少[17,29]。在生态学研究方面，也存在微生物的群落结构、生态分布、生活史研究、培养条件的优化等都比较少的倾向[33-36]。此外，微生物的分离技术、培养技术、微生物的消除技术、接种技术等开发还相对薄弱。考虑这些内生微生物的农业应用，能将植物内生微生物进行工具化的上述操作技术也有待于今后进一步开发。因此，我国的植物内生微生物研究的质量进一步提高、应用面继续扩大、实用性大幅度增加的空间依然很大。
4我植物内生微生物研究的成
4.1医药指向的研究
1993年，Strobel等发表了关于红豆杉内生真菌合成紫杉醇这一发现，在国际上形成了药用植物内生微生物开发的范式。受此范式影响，我国医药指向的植物内生微生物研究以药用植物为材料居多，尤以红豆杉类植物、红树类植物、鬼臼类植物、石斛等兰科植物以及银杏等植物较为常见。红豆杉属(Taxus)植物主要有短叶红豆杉(Taxusbrevifolia)、红豆杉(T.wallachiana)、南方红豆杉(T.chinensisvar.mairei)、云南红豆杉(T.yunnanensis)、东北红豆杉(T.suspidata)等，我国微生物学工作者从中分离得到了紫杉霉属(Taxomyces)、镰孢霉属(Fusarium)、链格孢属(Alternaria)、拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)、曲霉属(Aspergillus)等植物内生真菌和内生细菌。从这些微生物中又分别检测到了抗肿瘤、抗氧化、抗动物病原物、抗病原媒介物、抑制特定酶活性等生物活性，分离到了生物碱类、苯丙素、萜类、醌类、脂类、酮类、酚类、有机酸类、甾体类等活性化合物及其衍生物，其中关于紫杉醇生产的研究报告最多[17,28-29,37-38]。常用的红树类植物主要包括生长在包括港澳地区在内的华南沿海的红海榄(Rhizophorastylosa)、秋茄(Kandeliacandel)、木榄(Bruguieragymnorrhiza)、桐花树(Aegicerascorniculatum)、白骨壤(Auicenniamarina)、海漆(Excoecariaagallocha)等。我国微生物学工作者从中分离得到了链格孢属(Alternaria)、曲霉属(Aspergillus)、芽枝霉属(Cladosporium)、镰孢霉属(Fusarium)、拟青霉属(Paecelomyces)、拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)、青霉(Penicillium)、茎点霉(Phoma)、叶点霉(Phyllosticta)、木霉(Trichoderma)、芽孢杆菌属(Bacillus)等植物内生真菌和内生细菌[39-41]。从这些微生物中又分别检测到了抗菌、抗肿瘤、抗氧化等活性，分离到了肽类、多糖类、尿囊素、异香豆素等活性化合物[37,40-42]。小柴科的桃儿七(Sinopodophyllumhexandrum)、八角莲(Dysasmaversipellis)、南方山荷叶(Diphylleiasinensia)等鬼臼类(Podophylloideae)植物内生微生物中有些菌株能合成具有抗肿瘤活性的鬼臼毒素(Podophyllotoxin)；银杏(Ginkgobiloba)的内生微生物中有些具有明显的抗氧化作用；夹竹桃科的长春花(Catharanthusroseus)的内生微生物中，镰孢霉属(Fusarium)真菌等有些能合成具有明显的抗癌作用的长春新碱(Vincristine)；天麻(Gastrodiaelata)、石斛类植物(Dendrobiumspp.)等兰科(Orchidaceae)植物中的密环菌属(Armillaria)、角担菌属(Ceratobasidium)、皮伞菌属(Marasmius)、镰孢霉属(Fusarium)、丝核菌属(Rhizoctonia)等内生真菌也生产多种生理活性物质，获得了高度的关注[17,29,37]。关于药用植物的内生微生物及其药物指向的生理活性物质的研究在我国如火如荼，从各个角度总结出来的综述也层出不穷[9,37,43-44]，在此不一一赘述。但是王剑文，谭仁祥等提出的利用内生菌寡糖诱导黄花蒿(Artemisiaannua)发根(Hairyroot)合成青蒿素(Artemisinin)的研究提示了植物内生微生物利用的一个新方向[45]，提示了植物内生微生物的作用并非一定要以微生物为主的思路，唤起我们对内生菌和宿主两者的相互作用的关注，值得借鉴。
4.2涉农的植物内生微生物研究
我们就是要通过控制粮堆的非生物因素来达到抑制微生物活动以确保储粮安全，延缓储粮品质的陈化。
一、微生物是构成粮食霉变的前提
粮食含有丰富的碳水化合物、蛋白质、脂肪及无机盐等营养物质，是微生物生长的天然培养基。 微生物包括真菌、细菌、放线菌及病毒等类群，对储粮危害最大的微生物类群是霉菌。他们主要是半寄生菌，其典型代表是交链孢霉，此外还有芽枝霉、弯孢霉、黑孢霉等。在粮食收获后感染和侵害粮食的腐生真菌。这类霉菌很多，但危害最严重的是曲霉和青霉。
一、般粮食都带有微生物。在正常储粮条件下，这些微生物处于抑制状态，并不能对储粮造成危害而霉变。因为除了健全的粮食对微生物具有一定的抵御能力外，储粮环境条件对微生物的影响是决定粮食霉变与否的关键。只有当环境温、湿度条件适合，粮食水分增高时，微生物才能进行生长繁殖，粮食才可能发生霉变。由于粮食微生物广泛分布在自然界中，不论田间或仓库、土壤或空气和水、农具和仓具等一切空间和物体上，几乎都是粮食微生物活动的场所。因此，在粮食收获、储藏、运输、加工和销售等各个流通环节中，注意环境卫生，加强粮食清理，尽量防止、减少微生物污染，控制微生物区系的扩展，是粮食防止霉变的前提。
二、粮食微生物的危害
在与粮食储藏相关的微生物中，放线菌和酵母菌的数量很少，对储粮安全影响不大;细菌数量虽多，但由于生长条件的限制，其对储粮的危害远不及霉菌。霉菌是危及粮食安全的主要微生物类群。谷物不能及时干燥或储藏期间水分过高，就有利于霉菌的生长，导致储粮数量损失及品质降低，尤其是在温度较高时储粮损失更为严重。粮食收获后及时晒干了，在湿度较高的条件下储藏仍然会导致储粮水分含量回升，加速粮食霉变。此外尘土杂质较多的不洁净粮食携带微生物数量多，受机械损伤或害虫危害的极易感染微生物。发展中国家每年由于害虫及霉菌危害造成的粮食产后损失至少在10%-15%。
1、微生物浸染对储粮品质的影响
粮食霉变对粮食品质产生的不利影响表现在：重量减轻、水分增加、脂肪酸值升高、酸度升高、气味不正、发芽率降低、工艺品质变劣等，从而降低了食用及饲用品质，甚至完全丧失使用价值。
2、微生物对人畜造成的危害
霉菌的次级代谢产物真菌毒素会对人畜健康造成威胁。真菌毒素对机体的危害可体现在其对机体各个器官的损害，包括肝脏、 肾脏、脾脏、大脑、肺、消化系统、皮肤和生殖系统。真菌毒素可引起许多严重病变，历史上曾有几次严重的真菌毒素污染事件，
如欧洲的麦角中毒事件曾造成几千人死亡;1960年在英国东南部由于黄曲霉毒素污染引起10万只火鸡死亡。真菌毒素由于种类、剂量的不同，造成机体危害的表现也是多样的，可以是急性中毒，也可是肝脏中毒、肾脏中毒、神经中毒、致癌、致突变。
在所有真菌毒素中以黄曲霉的毒性最强，因为它们可引起肝中毒、突变、癌变和免疫抑制等。黄曲霉素有如此广泛的毒性，它是一组极毒的化学物质，主要由黄曲霉寄生曲霉产生。随气候条件由温带到热带，地势由高地到低洼草原地区，粮食、食品中黄曲霉毒素随之增高，人畜摄入的机率也越高。黄曲霉毒素有很强的急性毒性，也有明显的慢性毒性及致癌性。动物急性中毒主要表现为胃肠紊乱、贫血、黄疸、肝脏损伤，急性中毒黄曲霉素B1最强。慢性中毒表现为生长缓慢、发育停滞、体重减轻，生殖能力降低，可降低产奶和产蛋量，造成免疫抑制和反复侵害。人类食用被黄曲霉毒素污染严重的食品后可出现食欲减退、发热、腹痛、呕吐，严重者2-3周内出现肝脾肿大、肝区疼痛、皮肤粘膜黄染、腹水及肝功能异常等中毒性肝炎症状。也可能出现心脏扩大、肺水肿，甚至痉挛、昏迷等症。1988年国际癌症研究机构将黄曲霉毒素B1列为1A类致癌物质，人类长期低剂量接触可能会有影响，在食物中黄曲霉毒素污染严重地区，居民肝癌发病率升高。
三、粮食是构成霉变的基础
微生物为了生存，就必须从环境中分解和吸收营养物质，用以合成自身的细胞物质并获得代谢所需要的能量。粮食就是微生物天然的营养库。虽然各种粮食的营养成分含量不同，但微生物所必须的各种营养物质，在粮食及制品中几乎都有。所以，粮食是微生物良好的天然培养基，这正是在发酵工业中，常以粮食及副产品为原料的原因。但在粮食储藏或食品保藏中，含有丰富营养物质的粮食及其制品便构成了微生物营养代谢和导致霉变的基础。
因此，要收购颗粒饱满、完整、无虫、无病、干燥纯净的高品质粮食，努力保护粮食的完整度和生活力，增强粮食自身的抗霉、防霉能力。好的粮质是储粮安全的基本条件。影响微生物的环境条件很多，主要是水分、温度和气体成分。其中水分最重要。
水是微生物生存的必须条件。水不仅是微生物细胞的重要组成成分，直接参与代谢作用，而且是各种生化反应的媒介，此外，水还有调节渗透压和温度的功能。在过于干燥的环境里，微生物就不能生长。
储粮环境的水分条件，包括大气湿度、仓房湿度、粮堆湿度和粮食含水量。其中粮堆湿度和粮食含水量对粮食微生物的生长发育有直接的影响。不同的微生物对环境水分的要求是不同的。细菌和酵母菌对水分要求较高，而许多霉菌对环境水分要求不高，所以，对储粮来说霉菌的危害远比细菌和酵母菌大的多。
干生性霉菌生长的最低相对湿度为65%左右，与之相平衡的粮食水分，就是通常所说的“安全水分”。这种水分含量因粮种而不同，谷类粮食水分为13%左右，豆类水分为12%左右，油料水分为6%～8%。在这种低值水分条件下，微生物难以生长为害。因此，控制环境的水分条件，保持干燥，是粮食防霉的首要关键。 综上所述，防止和减少微生物污染；提高粮食质量使之具有抗霉能力；控制环境条件的水分，是粮食防霉的基本途径和有效措施，才能保证储粮安全。
参考文献：
［1］国家粮食局人事司．粮油保管员．北京：中国农业出版社，2006．4.
［2］殷蔚申．粮食微生物学．河南科学技术出版社，1983．10.
［4］李荣涛 粮食微生物与粮食防霉 [期刊论文] -垦殖与稻作2004(3)
［5］蔡静平 粮油食品微生物学 2002
［6］闵炎芳 高大平房仓储粮品质变化规律研究 [期刊论文] -粮食储藏2004(3)
关键词：解磷菌；解磷机制；发展与展望
中图分类号：X172文献标识码：A文章编号：16749944（2014）10023203
1引言
磷是植物细胞的重要组成元素之一，可参加植物的光合作用，且对植物代谢和遗传起到重要作用。在我国，缺磷的现象非常严重占到土壤的74%，在北方，由于盐碱地和钙化土壤较多，可与土壤中的Ca2+结合，形成难溶的无效磷，无法被植物直接吸收利用。而在我国南方地区，由于降雨量充足，水土流失量大，全年日照充足，热量丰富，形成了酸性强，铁铝含量高，土壤易板结的特点，难溶性的磷被铁铝离子所固定，形成难溶性磷酸盐，而可溶性的磷却被雨水所带走，导致了山地土壤磷元素严重缺失，而且水体富磷化严重，再加之农民不科学的施用磷肥，使土壤更加板结加重，通气透水性更差，使得土壤更加缺磷和水体富磷化。
很多因素影响了土壤磷素的有效利用，然而解磷微生物对土壤中难溶磷酸盐具有巨大的转化能力，能将其分泌为植物生长所需的植物生长素类物质，从而促进植物生长发育。解磷菌产生的酸性物质可以加快含磷不溶有机化合物的分解，其分泌的植酸酶、核酸酶和磷酸酶等可与无机磷进行螯合，使不可利用的无机磷转换成有效磷，促进磷素释放[1] ，若用解磷菌作为生物肥料，其优势是显而易见的：成本低，效果好，缓释可持续，施用后不但可以增加作物产量，改善土壤质量和结构，还能提高土壤有机质含量，提高土壤中磷的有效利用率，节肥增产，对保持生态环境平衡具有重要意义。
目前，对解磷微生物的研究主要是集中在以下几个方面。
（1）解磷微生物的分离、纯化和鉴定等工作（类群的研究）；
（2）对解磷微生物分布规律和数量以及同植物的协同等作用的研究；
（3）对解磷机制的分析研究；
（4）对如何开展解磷微生物的研究方法进行讨论；
（5）不断地发现新的效果更好，能够与多种植物共生的优良微生物和菌肥。
2解磷微生物的研究概况
1935年蒙基娜从土壤中获得一株解磷巨大芽孢杆菌（Bacillus megatherium phosphaticum）[2]。随后，陈廷伟、Sperber、尹瑞玲等对解磷微生物不断进行研究，发现了欧文氏菌、假单胞菌、产碱菌、多粘芽孢杆菌、枯草杆菌等[3～5]。1998年林凡等研究了水稻经联合固氮菌的浸种后，该菌剂在全国12个省市的应用结果表明其对水稻的增产效果非常明显[6]。
3解磷微生物的种类
能够分解磷的微生物主要为细菌、真菌和放线菌。目前已经报道的解磷细菌主要有芽孢杆菌（Bacillus）、假单胞杆括菌（Pseudomonas）、欧文氏菌（Erwinia ）、土壤杆菌（Agrobacterium ）、沙雷氏菌（Serratia）、黄杆菌（Flavobacterium）、肠细菌（Enterbacter）、微球菌（Micrococcus）、固氮菌（Azotobacter）、根瘤菌（Bradyrhizobium）、沙门氏菌（Salmonella）、色杆菌（Clromobacterium）、产碱菌（Alcaligenes）、节细菌（Arthrobacter）、硫杆菌（Thiobacillus）、埃希氏菌（Escherichia）。真菌类主要有青霉菌（Penicillium）、曲霉菌（Aspergillus ）、根霉（Rhizopus）、镰刀菌（Fusarium）、小菌核菌（Sclerotium）。放线菌有链霉菌（Streptomyces AM）、菌根菌（Arbuscular Mycrrhhiza）[7～9]。
在不同作物根际和不同土壤性质之间，解磷菌种群分部是存在差异的。如尹瑞玲[5]发现在东北黑钙土中，主要以芽孢杆菌和假单孢杆菌为主，红壤和黄棕壤中解磷菌种类则较为繁多。林地中主要是假单胞杆菌属和沙门菌属，而无机磷细菌种类比较少。溶磷微生物数量因土壤不同而不同，黑钙土>黄棕壤>白土>红壤>砖红壤>瓦碱土。
解磷菌在不同植物根圈不同区域的数量分部也是不同的，Katznelson（1962）[10]对小麦根圈解磷细菌分部的研究得到，根际上的解磷菌要比非根际的高6～18倍。林启美和赵小蓉对小麦和玉米的研究也表明根际土壤比非根际土壤高10～100倍。
2014年10月绿色科技第10期
陈治宇，等：解磷微生物研究进展工程与技术
4解磷微生物的分布
林启美等在分析草地、林地、农田和菜地壤中解有机磷的细菌和解无机磷细菌的数量和种群结构时，发现有机磷细菌数量要比无机磷数量多，尤其是菜地中细菌数量和种类最多[11]。不同作物的根际所分布的解磷微生物的种群也存在差异。SundaraRao和Sinha发现小麦根际解磷菌主要为芽孢杆菌属（Bacillus）和埃希氏菌属（Escherichia）[12]。Elliott等报道春小麦根际解磷菌主要为芽孢杆菌属（Bacillus）、假单孢菌属（Pseudomonas）、链霉菌属（Streptomyces）[13]。赵小蓉等研究发现玉米成熟时期根际有机磷细菌为假单胞菌属和黄杆菌属，无机磷细菌为欧文氏菌属[9]。
5土壤中磷的有效性和转化过程
土壤中的磷是以有机和无机两种形式存在的。
有机磷一般是存在于植物枯枝落叶和动植物尸体当中（主要存在形式为核酸、磷脂、磷酸肌醇和部分含磷蛋白质），有机磷微生物需要很长时间慢慢分解才能释放出来，但是这也要考虑到当地环境的复杂性，尤其在干旱或无动植物活动的地区，有机磷含量非常有限，但是在热带雨林等自然气候复杂，多雨，多动植物的地区，有机磷和解磷微生物都非常活跃，导致这些地区生有机磷含量较高。
土壤中无机磷的存在形式主要是被固定在岩石中（原生矿石和次生矿石），包括磷灰石和一些闭蓄态、非闭蓄态（磷酸铁，磷酸铝，磷酸三钙）盐组成，这与土壤类型关系非常密切，一般也不容易释放出来，不能达到供植物吸收利用的目的。
在我国的南方地区，主要是以酸性土壤为主（红壤，砖红壤，赤红壤），由于日照强烈、雨水充足的原因，风化程度高。而且铁铝含量较高，多数可利用的磷肥被大量游离的铁铝离子所固定并转化为磷酸铁和磷酸铝，这两种化合物含磷量可高达80%～90%之多[14，15]，而部分游离态的磷元素由于淋溶作用被雨水带走。北方地区，主要是盐碱性土壤，由于风化程度低，土壤中含有大量的钙离子，可与游离的磷素很快转化为可沉淀的磷酸二钙进而转化为磷酸八钙，最终转化为磷酸十钙[14，16]。尤其是石灰性土壤中的无机磷主要以磷酸和钙占主导，平均占无机磷总量的70%以上，其次是磷酸八钙占10%左右，磷酸二钙占1%，磷酸铁和磷酸铝较少占无机磷的4%～5%，氧化磷占10%左右[14，17]。
6解磷能力测定方法
测定微生物是否具有解磷能力一般有两种方法：一是钼磷比色法；二是同位素示踪法。
6.1钼磷比色法
将解磷微生物加入不溶性磷化物[如Fe3（PO4）2]，与不含解磷微生物的培养液进行对照，培养一段时间后，过滤，再将滤液经钼磷试剂处理，让培养液显色后，比色，间接求出溶解性磷的含量[4]。梁绍芬等还采用离心除去细胞后测定水溶磷的含量；还有报道将菌株接种于30mL不溶性磷化物的培养基中经过21d培养后，再加入0.1mol/L的HCl震荡过滤后进行测定，他们认为能够被HCl提出来的无机磷都属于微生物分解获得的磷[18]。但是考虑到微生物在自身的生长繁殖过程中能够分泌一些含有溶解性磷酸盐的能力，而且有些磷被微生物吸收后驻藏在有机体中，所以这种方式不能较为准确地测定解磷菌的解磷能力，必须通过消煮和过滤才能准确反应微生物解磷能力[19]。
6.2同位素示踪法
测定培养基中植物吸收的同位素可溶性磷的含量。具体做法是：在已有可溶性P33的溶液中加入解磷菌和不溶性P32，培养一段时间后，放入一直能够水培的植物幼苗，使植物生长一段时间进行同位素P32的检测（对照组是只含可溶性P33和不溶性P32），测定植物体内P32的增加量。尹瑞玲等利用从土壤中分离出的265株解磷菌来分解摩洛哥磷矿粉，其平均分解能力为2～30mg/g[4]。
7解磷机制研究
赵小蓉、林启美等人研究发现，微生物的解磷机制被认为是由于微生物能够分泌一些酸性物质，其不但能够降低土壤pH值而且能够使难溶的磷酸铁、磷酸钙、磷酸铝、磷酸镁等不溶性磷酸盐溶解。林启美等还发现细菌能够分泌柠檬酸、乙酸、苹果酸、乳酸、丙酸等有机酸，而且不同菌株之间的差异还很大；真菌分泌的却比较复杂，种类较多，同种菌株之间差别也比较大，一般是草酸、酒石酸、柠檬酸、丁二酸、乳酸和乙酸等。赵小蓉等的研究还表明，微生物的解磷能力与培养基中pH值存在一定的相关性（r=0.732），但同时也提出培养介质pH值的下降，其实并不是解磷的必要条件，表明不同的有机酸对铁铝钙等难溶性磷酸盐的分解能力也存在差异。Illmer et al发现在有些不产生有机酸的微生物中，也具有溶解磷酸盐的现象，其本质可能与呼吸作用（产生的氢离子）有离子交换作用的存在。Penicillium effuscum现象的研究也表明，微生物在交换阳离子的过程中，利用ATP转化时所产生的能量，将氢离子放在细胞的表面，能够促进有机磷的溶解[20]。多硫细菌属的细菌可以依靠氧化硫产生的硫酸来溶解难溶性的磷[21]。
AM（Arbuscular Mycorrhiza）菌根菌近年来也是研究得较多的，它能够促进植物对磷元素的吸收，增加植物磷的含量促进植物生长。宋永春[22]对缺磷土壤施用植酸和卵磷脂的实验中发现，菌根菌能够增加土壤酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的活性，使土壤中的磷素有效化。Arihara等在对AM与玉米生长关系的研究显示，播种前土壤中有效磷含量相同，玉米的产量也和AM根菌的施入成正相关[23]。AM菌株能够促进植物磷吸收的主要机制为：AM菌根能够增加植物根系吸收磷素的表面积，增加了磷溶圈的面积，并转化和传递给植物，且AM菌根能够提高酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的活性，使转化的效率提高。
8解磷微生物发展方向和未来展望
（1）必须从分子方面去追寻，去了解解磷微生物的分子机制，从DNA的复制、转录和翻译方面去全新地认识解磷基因或者是促解磷基因。在解磷过程中有哪些小分子RNA或小分子蛋白质信号的变化以及细胞从接收信号到做出具体反映的微变化，从而更全面地了解解磷微生物。
（2）通过转基因或分子、细胞杂交的方式，筛选出高效、生存能力强、变异率小、比较稳定的，无论在什么环境、什么土壤中都能很好地生存的解磷微生物。
（3）解磷菌的种类较为繁多，我们可以通过采集不同地区，不同环境的土壤或水体的解磷微生物进行系统研究，鉴定和分离，提取DNA，利用系统聚类的方式将解磷真菌和细菌的种属关系一一确定。
（4）要对解磷菌和其他的根际微生物的协同等相互关系、发生、发展进行研究。
参考文献：
[1]LQ M， Zhao XR， SunYX， et a1. Community characters of soil phophobacteria in four ecosystems（In Chinese）[J]. Soil and Environment. 2000，9（1），34～37.
[2]梁绍芬.解磷微生物肥料的作用和应用[J].土壤肥料，1994（2）：46～48.
[3]陈廷伟.微生物对不溶性无机磷化合物的分解能力及其接种效果[J].微生物，1995，2（5）：210～215.
[4]尹瑞玲.我国旱地土壤溶磷微生物[J].土壤，1988， 20（5）：243～246.
[5]Sperber J I.Solution of apatite by soil microorganisms producing organic acids[J].Australia Journal of Agricultural Research，1958，（9）：782～789.
[6]林凡，王正芳，宋末，等.联合固氮茵的应用效益与增产机理[J].中国农学通报，1998，14（3）：32～34.
[7]李阜棣，胡正嘉.微生物学[M].5版. 北京：中国农业出版社，2000：228.
[8]陈华癸，李阜棣，陈文新.土壤微生物学[M].上海：上海科学技术出版社，1979：225～228.
[9]赵小蓉，林启美.微生物解磷的研究进展[J].土壤肥料，2001（3）：37～11.
[10]KATZNELSON H， PETERSON E A， ROUATT J W. Phosphate dissolving microorganisms on seed and in the root zone of plants[J].Can J Bot， 1962， 40： 1 181～1186.
[11]林启美，赵小蓉，孙焱鑫.四种不同生态环境中解磷细菌的数量及种群分布[J].土壤与环境，2000，9（1）：34～37.
[12]ELLIOTT J M， MATHRE D E， SAND D C. Identification and characterization of rhizosphere-competent bacteria of wheat[J]. Appl Environ Microbiology， 1987， 53： 2793～2799.
[13]SUNDARA RAO W V B， SINHA M K. Phosphate dissolving microorganisms in the rhizosphere and soil[J]， India J Agric Sci， 1963， 33（4）： 272～278.
[14]陆文龙，张福锁，曹一平.磷土壤化学行为研究进展[J].天津农业科学，1998，4（4）：2～7.
[15]Lindsay W L，et a1.Identification of reaction products from phosphate fertilizers in soils [J].Soil Sci Soc Artier Proc，1959（26）：446～452.
[16]鲁如坤.土壤磷素化学研究进展[J].土壤学进展，1990（6）：1～5.
[17]沈仁芳，蒋柏藩.石灰性土壤无机磷的形态分布及其有效性[J].土壤学报，1992（29）：80～86.
[18]梁绍芬，姜瑞波，葛诚.微生物肥料的生产和发展及存在的问题[M].北京：中国农业科学技术出版社，1996.
[19]赵小蓉，林启美.细菌解磷能力测定方法的研究[J].微生物学报，200l，28（1）：l～4.
[20]ASEA，KUCEY RMN，STEWART.J W B.Inorganic phosphate solublization by two Penicillium species in solution culture and soil[J]. Soil Boil Biochem， 1988， 20： 459～464.
[21]A.Ghani.S.S.S.Rajan and A.Lee.Enhancement of phosphate rock solubility through biological processes [J].Soil Biol.biochem，1994.26：127～136.
论文摘要：介绍了兽医用抗微生物药当前发展及应用的现状，指出必须根据动物疾病的种类、药物的理化性质、动物的生理特性，科学规范地使用抗微生物药物（抗生素），才能很好地解决生产实践中的问题。
抗微生物药是指对病原微生物（细菌、病毒、支原体、真菌等）具有抑制或杀灭作用的药剂，主要用于全身感染的药物，包括抗生素、化学合成抗菌药、抗真菌药与抗病毒药。抗微生物药品用于临床兽医已有多年，在促进动物生长、提高养殖经济效益方面发挥了重要的作用。从20世纪50年代开始至今，大量的试验表明，抗微生物类药物具有较好的免疫调节作用，能增强或减弱机体免疫功能。但广泛应用也带来了许多新问题，如不合理使用和滥用造成巨大的经济损失、药物残留间接危害人类健康等。
1抗微生物药物免疫调节作用机制
抗微生物药物的免疫调节机制常见的有：
（1）影响巨噬细胞粘附、趋化、吞噬和杀菌作用。
（2）影响抗原或有丝分裂原刺激下淋巴细胞向母细胞分化、增殖。
（3）影响抗体生成和补体活化。
（4）使免疫器官受到抑制，进而使免疫活性细胞的生长受到抑制，或使其易于破坏。
（5）穿过细胞膜进入某些细胞，如巨噬细胞和免疫活性细胞，直接破坏细胞的吞噬功能、生长代谢功能以及产生各种细胞因子的功能。
2药物残留的检验方法
抗菌药物的广泛使用，使耐药问题日益突出。肉类、蛋类及乳品内的药物残留成为影响人类健康最为严重的问题。药物残留的检验成为控制药物残留的关键。测定药物残留的方法很多，大致可分为3种：一是利用生物测定法（Bioassay），二是化学分析法（Chemicalanaiysis），三是兼生物和化学的酶联免疫检查法（Enzymeimmunoassay）。
为能快速确定动物食品中是否有残留及大致确定残留药物的类别，国外通常做法是遵循一定程序对被测产品进行取样，按规范要求对样品进行快速筛选检验，然后再用更精确的方法确证超标药物的品种和准确含量。在快速筛选检验的程序中，细菌抑菌试验法起到非常重要的作用，它可在短时间内进行大批量样品的实验，而且经济、敏感性好。
3药敏试验
药敏试验是临床选用抗生素药物的重要论据。不断推出的新抗生素药物在与疾病斗争中做出了巨大的贡献，但由于抗生素的滥用，导致临床致病菌耐药率越来越高，多重耐药菌感染日益增多，临床抗感染工件日趋困难，这种现象必须引起医药工作者的高度关注。
由于经济原因及部分地区缺乏相应的临床用药监测条件，个体化给药无法开展。细菌药敏试验也不普及，在使用抗生素时只凭经验和习惯性用药，常造成本地区抗生素的乱用和滥用，致使耐药株增加。
4抗微生物药物PK-PD研究
药代动力学（Pharmacokinetics，PK）和药效动力学（Phar-macodynamics，PD）研究可以描述药物对微生物产生效应的时间动力学过程及时间作用类型，对评价药物的有效性、推测最佳治疗剂量和用药间隔、不良反应最小化以及避免或减少药物耐药性都有指导性的作用。因此，PK-PD研究是抗菌药物合理应用的基础，对于全面反映药物、宿主及微生物三者之间的关系，评价药物疗效，制定最佳临床给药方案具有重要的理论和实际意义。
PK-PD整合用于优化兽药给药方案刚刚起步，相比人药在此方面的研究仍有较大的差距，应进行各种药物在动物体内体外的试验来获得数据并用于兽药给药方案的优化。给药方案的优化体现在细菌的清除和症状的痊愈、耐药菌出现的几率最低、不良反应减少等方面。在兽药抗微生物药物的临床应用中，PK-PD参数对制订合理有效的给药方案、降低兽医临床上细菌耐药性有重要意义，有望成为未来兽药生产厂家药物开发与研究、设计合理剂型与给药方案的重要依据。
5兽用微生物制品技术开发
作为畜禽疾病预防控制的有力武器，兽用生物制品在畜牧业的发展中发挥着越来越重要的作用。畜牧业的发展带动了兽用生物制品的技术进步，后者的进步又促进了畜牧业的繁荣。同时也应该看到，作为一种特殊的兽药，其研究成果为动物与人类的健康、现代生物科学探索等做出了巨大贡献。但由于生物制品本身的特性和安全防护方面的漏洞，也会出现某些生物灾害，造成不应有的损失。
微生物制品是抗生素、化学药品、激素类的理想替代品。它除具有中草药的优点外，还有一般中草药没有的优点，即对畜禽的营养作用。微生物制品的研制、应用理论目前日趋成熟和完善，微生物制品生产工艺由实验室转向工厂化，生产品种规格日益丰富，为兽用微生物制品的开发奠定了良好的基础。
微生物制品的生产应用也存在一些问题，如发酵生产难度大、产品标准难统一，加工储运过程中耗氧、高温均使其大量失活，动物胃酸对微生物有灭活作用，在胃肠道定植能力不强，颗粒饲料制粒过程中微生物失活，使用效果不稳定。因此，微生物制品生产、应用技术开发要围绕以下问题进行：一是微胶囊包埋；二是研制微生物在动物消化道中赖以生存的营养物质，如寡糖。
6抗微生物药的合理应用
抗微生物药物是目前兽医临床使用最广泛和最重要的药物，对控制家禽传染病起着巨大的作用，但当前不合理用药较为严重，常造成治疗失败、不良反应增多、药品浪费、细菌耐药性产生、兽药残留等，为了充分发挥抗菌药物的疗效，必须切实合理地使用抗菌药物。
（1）严格掌握适应症。推断或判定病原微生物，选用适当药物，如革兰氏阳性菌感染可选用青霉素类、大环内酯类等，革兰氏阴性菌感染可选用氨基糖苷类、氯霉素类和氟喹诺酮类等，鸡慢性呼吸道病选用氟喹诺酮类、泰乐菌素、泰妙菌素等。
（2）制定给药方案。根据药动学特征，制定合理的给药方案，保证剂量合适、疗程充足和防止不良反应。
（3）避免耐药性的产生。不滥用抗菌药物，能不用尽量不用，单一药物有效不要联合用药；及时、足量、疗程恰当；尽量避免局部用药和长期用药；病因不明或病毒性感染不要轻易使用抗菌药物。
（4）强调综合性治疗措施。加强饲养管理，改善家禽体况，增强机体免疫力；纠正水、电解质平衡失调等。
（5）抗菌药物的联合应用要合理。①联合用药必须有明确的特征：一种药物不能控制的严重感染或混合感染；病因未明危及生命的严重感染；易出现耐药性的细菌感染；需长期治疗的慢性疾病。②必须根据抗菌药的作用特性和机理进行选择，避免盲目组合。根据抗菌药物作用特点，可将抗微生物药分为4类：Ⅰ类为速效杀菌剂，如青霉素类、头孢菌素类；Ⅱ类为慢效杀菌剂，如氨基糖苷类、多黏菌素类；Ⅲ类为速效抑菌剂，如四环素类、氯霉素类、大环内酯类；Ⅳ类为慢效抑菌剂，如磺胺类。I类与Ⅱ类合用出现协同作用，I类与Ⅲ类合用出现拮抗作用，I类与Ⅳ类合用无明显影响，其他合用多出现相加或无关作用。作用机理相同的药物合用疗效并不增强，但可能相互增加毒性或出现拮抗作用，如氨基糖苷类之间或氯霉素、大环内酯类、林可霉素类之间。③注意药物间配伍禁忌。
7参考文献
[1]丁焕中，曾振灵.抗微生物药[J].养禽与禽病防治，2004（9）：12-16.
[2]吕贵喜，吕世秀.21世纪我国畜牧兽医技术发展方向[J].饲料广角，2001（6）：10-12.
[3]孙雷，杨桂香.兽用抗微生物药物免疫调节作用的研究进展[J].畜牧与兽医，2005，35（2）：38-40.
[4]阙鹿枫.用细菌抑菌实验法快速检测抗微生物药物在动物组织中的残留[J].河南畜牧兽医，2001，22（1）：18-19.
[5]梁晶，杨伟业.抗微生物药物耐药性调查分析[J].广东药学院学报，2003，19（4）：354-355.
[6]高延玲，陈杖榴，王付民.抗微生物药物PK—PD研究在优化兽药给药方案中的应用[J].中国兽药杂志，2005，39（8）：27-31.
[7]BLASERJ，STONEBB，GRONERMC，parativestudywithenoxacinandnetilmicininapharmacodynamicmodeltodetermineimportanceofratioofantibioticpeakconcentrationtoMICforbacterialactivityandemergenceofresistance[J].AntimicrobAgentsandChemo-ther，1987，31（7）：1054-1060.
