微生物发展范文精选

摘要：随着我国物质文明建设工作的持续推进，食品安全问题已经成为民众关心的基本问题。本文研究食品微生物检验技术现状及发展趋势，具体探讨中，先对食品微生物检验进行简要说明，并在此基础上对食品微生物检验技术现状及发展趋势作出讨论。

关键词：食品；微生物；现状；发展

食品微生物检验技术的种类繁多、采样复杂、检验程序严格，具有一定的精准性与快速性。人类属于杂食性物种，对于各类食品的摄入相对较多，但是，在工业加工与天然食品的生产制作中，一些致病性微生物与毒素有时很难彻底消除，在人体摄入后极易引发各类病症，严重时可能威胁到民众的生命安全。

一、食品微生物检验技术现状

当前，食品微生物检验技术创新研发机构较多，产业化运营加快了新技术的创新发展。如光谱检验技术、质谱检验技术、分子生物学技术、生理生化检验技术等，不仅提升了检验水平，也提高了检验效率。现阶段我国食品微生物检验在检验设备配置、检验流程标准化建设方面已经相对完善。但是，由于一些食品微生物本身的生物特性，在不同环境条件下存在一定的适应性、变异性，因此在检验技术应用中，仍然存在一些检验难度，同时也会对检验结果产生相应干扰。

二、食品微生物检验技术现状

摘要:本文介绍了微生物肥料的概念、分类和作用，分析了微生物肥料在农业生产中面临的困境，综述了微生物肥料发展趋势，展望了微生物农业发展前景，以期为微生物肥料应用提供参考。

关键词:微生物肥料；微生物农业；困境；发展前景现代农业发展带来的主要问题是化肥和农药滥用导致农业生态环境变差，越来越多的人追求无公害农产品，绿色、安全、无污染是对农业生态新的定义，也成为现代农业发展的内在要求。目前，新型微生物肥料日益受到关注，更好更高效的新型环境友好型肥料成为研究热点。

1微生物肥料概述

1.1定义

微生物肥料定义有狭义和广义之分。前者是指依靠微生物生命代谢活动，改善植物的生长生理特征，促使植物吸收养分，从而促进生长，改善品质，故又被称为菌肥、微生物接种剂。后者是指通过活性微生物的生命活动，促使植物产生各种生物刺激素，改善植物根部环境生态群落结构，提高抗病力，从而减轻病虫害，增加作物产量，是利用生物技术制造且对作物具有特定刺激作用的生物制剂[1]。当前，保证农产品质量和食品安全离不开微生物肥料的合理施用，其是生产绿色安全农产品、保障人民健康的有效途径。

1.2种类

[摘要]将环境监测传统技术与微生物技术进行了比较。简述了粪大肠菌群、发光菌、鼠伤寒沙门氏菌、藻类、底栖无脊椎动物在环境常规监测中的应用现状和作用。对聚合酶链式反应技术、生物酶技术、生物传感器技术、生物芯片等现代微生物环境监测技术进行了介绍。探讨了微生物用于环境监测的发展趋势，核酸探针、PCR技术等先进技术也广泛的应用于环境监测，显示出了良好的应用前景。

[关键词]微生物；环境监测，现状；发展趋势，发光菌；生物传感器；核酸探针

目前，我国的环境监测仍以常规化学监测为主，如化学需氧量、生化需氧量、LAS、挥发酚等常规化学指标的监测，可以较好地反映出环境中污染物的量，是一个量化的指标，根据这些数据来评价河水的环境质量，但却无法反映出水体中污染物对生物的影响。由于微生物对环境的变化及其敏感，生物监测能够克服传统的用物理、化学指标评价水质的缺点，可以直观的对累积效应等做出评价，弥补传统的使用物理和化学指标评价环境质量的不足，在环境监测工作中表现出特殊的意义，成为环境监测的重要组成部分[1-2]。生物监测就是利用生物对水体、大气、土壤污染或变化所产生的反应来判断水体污染状况的一种水体污染监测方法。根据生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应阐明环境污染状况，从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据。

1环境监测传统技术与微生物技术的对比

在环境理化指标监测中，利用到化学监测方法和物理监测方法。主要针对环境污染物的性质、含量、来源以及分布状况等进行监测，需要用到操作复杂的仪器和设备。其中有一部分监测方法得出的结果并不能较好地反应水体的污染程度。例如制药工业废水，处理后的废水化学需氧量达标排放，但受某些大分子、难降解残留药物的影响，处理后的废水具有显著的生物毒性[3]。利用微生物进行环境监测是近年来环境监测的新方向。通过研究微生物对环境污染以及环境变化的反应来进行环境监测，其操作方法简单，并且环境样本很难受到外界污染影响。利用微生物进行环境监测有非常多的优势，具有可靠性好、稳定性强、直观作用强的特点：包括影响作用直接、能够十分有效地进行环境污染物探查和筛选，可以做到对污染物长期毒性的早期预报，同时具有较强的实时性，可以在较短的时间内使污染物对生物的影响得到显现。利用微生物进行监测的技术虽然比物理、化学监测有更多的优势，但缺乏固定的标准，监测技术相对来说较为复杂，监测结果的应用具有局限性等[4]。

2微生物用于环境监测的相关监测技术

一生物技术在环境保护中的应用

1运用生物技术处理废水

1.1活性污泥法

微生物类型非常多，不一样的微生物它们的特性是不一样的，按照它们自身的特点可以分成很多的去污措施。利用微生物的喜氧性使水和污浊物分开，这种微生物可称为有生命的去污剂。接下来介绍具体的去污措施。在受污染的水里面有很多化合物，此类物质是很多生物的食品。将大量含有氧气的空气注入被污染的水中，水中的各种微小生物迅速地得以繁衍，与那些被污染了的有机化合物一起漂浮于水面，其中喜氧性微生物将水中溶化了的有机化合物作为食物，不断地繁衍增多，水中被污染的有机化合物最后消除，将处理后的水与漂浮物分开。

1.2生物保护膜法

这也是利用微生物喜氧性进行污水处理的一种方法。具体做法如下：首先要进行微生物保护膜的挂膜。在生物滤池中投放滤料，使那些喜氧性的细菌和大量的真菌粘附在过滤性的材料表面，形成一层带粘性、薄膜状的微生物混合群体。在生物滤池中微生物保护膜与水充分接触，溶于水中的被污染的有机化合物被微生物保护膜吸住，变成了他们的食物，被污染的水得到处理。此措施在当前阶段的应用非常普遍。

纵观近代生命科学的发展,19世纪的突出成就是细胞学说的提出和达尔文进化论的诞生;20世纪则是DNA双螺旋结构的发现、遗传密码的破译、遗传工程学和分子生物学的创立等[1].这些里程碑式的成果带领着生命科学开始从宏观切入微观、从细胞水平跨越至分子水平.此后,在人类基因组研究计划完成的“后基因组”时代,新的学科生长点不断涌现,一系列新兴生命科学领域和新兴生物技术方向,如雨后春笋般纷至沓来[2].在这当中,病原微生物领域虽然仅仅是生物学领域的一个分支,但进入21世纪以来,其发展十分迅速、关注度也日益提升,已经成为生物学、医学、农学乃至生物安全领域的研究热点和前沿.纯粹意义上的病原学(Etiology)一般是指专门研究人体疾病形成原因的学科,包括研究生理或心理方面医学问题的形成因素,以及预防、诊断和治疗途径等,是医学的一个基础学科[3].而在这当中,病原微生物通常也作为主要的研究对象.因此,本文探讨的范畴除了涉及病原因素之外,还包括微生物本身及其与动物(人体)、植物的相互关系,可以视为是广义上的病原微生物学科(PathogenicMicrobiol-ogy)领域.

1人类与病原微生物的博弈

病原微生物一直与人类的发展史和科技史并存.由于病原微生物的变异和耐药性问题,人在生老病死的过程当中,与病原微生物的博弈从未间歇.一方面,人类的发展历程始终与瘟疫同行,如曾在世界各个地区出现的鼠疫、霍乱、流感、SARS肺炎疫情、埃博拉病毒疫情、中东呼吸综合征冠状病毒、2019病毒、口蹄疫病毒、禽流感病毒等[4~8].这些由病原微生物导致的生物安全事件,对人类的社会、经济、文化、人口产生了深远的影响,有的也给农业、畜牧业等造成过巨大损失.另一方面,病原微生物也可以成为人类利用的工具,为某些病原微生物的检测、耐药性临床测试、抗生素和药物的生产、有害昆虫的防治以及人体免疫系统的激活和发育等,提供重要的资源、思路和途径.例如,基于病原微生物的核酸序列,可采用高通量宏基因组检测技术对样品中的病原微生物种群及其耐药性进行检测;还可结合多种分子生物学技术对其开展溯源研究,有助于人们更深入地了解病原微生物多样性的起源和进化,为其流行监测、综合防治等提供重要的信息资料和科学依据.当今,无论是合成生物学还是表观遗传学,无论是基因编辑技术还是传统的基因沉默技术,无论是实验用途还是医学用途的细菌、真菌、病毒等基本生理小种,各类微生物仍然作为诸多研究领域的基础工具和重要载体.由此可见,病原微生物与人类亦敌亦友,人们越来越意识到对微生物本身的研究以及微生物与寄主之间的相互作用关系,对生命科学、医学、农学及其相关科学技术的发展至关重要.2007年,美国国立卫生研究院正式启动了“人类微生物组计划”.直到今日,这项由美国主导,中国、日本和多个欧盟成员等十几个国家参与的国际性合作任务,将使用新一代测序技术开展人类微生物组DNA的测序工作.这项大科学计划被视为人类基因组计划的延续,其目标是通过绘制人体不同组织和器官中微生物元基因组图谱,解析微生物菌群结构变化对人类健康的影响[9].可以预见,人类微生物组研究计划最终将帮助人类在健康评估与监测、新药研发和个体化用药以及慢性病的早期诊断与治疗等方面取得突破性进展.

2动植物与病原微生物的相互关系

动物作为重要的生物资源,在保持生态平衡、生物多样性、公共卫生安全等方面发挥着重要作用.然而,动物携带着大量病原微生物,尤其野生动物是许多传染性人兽共患病原的自然宿主或易感宿主.例如,Morse研究团队[10]曾调查发现,5万种脊椎动物携带的病原微生物中,仅病毒就有约100万种.再如,鸟类可携带并传播多种类型的禽流感病毒、禽结核病、沙门菌病或弓形虫病等病原[11];啮齿类动物会引发鼠疫、肾综合征出血热、钩端螺旋体病、鼠型斑疹伤寒、恙虫病等疾病.此外,目前发现的38种冠状病毒中有16种与蝙蝠相关,如中东呼吸综合征冠状病毒[12].在新发的人类传染病中,从动物感染到人类的病原微生物占比达75%~80%[13].可见,从长远来看,动物与病原微生物的共生关系或将导致动物源性新发传染病的防控变成不可避免的“新常态”.当人类在面对人兽共患病原的巨大威胁时,应主动采取措施,及时确定动物源性病原微生物并阻断其传播[12].比如,可通过构建中国动物病原微生物本底信息数据库,加强高风险宿主动物病原微生物监测,开展动物病原微生物预测、流行病学、跨物种传播和风险评估等研究,同时借助高通量测序、纳米生物技术、反向遗传学技术、反向病原学技术和人工智能识别等技术和策略,科学、系统、便捷、快速地开展动物病原微生物的筛查、识别、监测和评估.植物与病原微生物的协同进化过程,可以说是一场没有硝烟的军备竞赛.与人一样,植物生活的环境中时刻面临着形形色色的微生物,如细菌、卵菌、病毒、真菌等,病原微生物无时无刻不尝试着对植物的“侵略”.尽管植物不具有像人和动物那样逃跑的能力,但在长期的进化过程中,植物形成了特有的抗病机制或天然免疫系统.为了突破植物的免疫防御系统,病原微生物进化出复杂的侵染方式以感染植物,通过向植物分泌各种效应因子,如有毒次级代谢产物、效应蛋白、胞外酶等,病原微生物侵染相关基因受到精细地调控以确保其侵染成功.植物为应对病原微生物的侵染不断完善其天然免疫体系,目前被广泛认可的植物防御机制是四个阶段的Zigzag模型[14].第一阶段,植物跨膜模式识别受体识别病原微生物相关的分子模型,如细菌鞭毛蛋白,并引发病原微生物相关分子模型诱导的免疫反应(PAMP-triggeredimmunity,PTI),以抑制病原微生物的进一步定殖和扩散.第二阶段,病原微生物为了继续侵染,向植物体内分泌效应蛋白干扰PTI反应过程,引发了效应蛋白诱导的植物易感反应.第三阶段,植物也不会坐以待毙,进化出多种抗病蛋白直接或间接地识别病原微生物的效应蛋白,并引发效应蛋白诱导的免疫反应(effector-triggeredim-munity,ETI).ETI是一种更强烈的免疫应答反应,通常在病原微生物侵染位点伴随产生超敏反应现象.第四阶段,在植物与病原微生物的协同进化即自然选择过程中,病原微生物通过分泌其他类型的效应蛋白或修饰原有的效应蛋白以突破植物的防御体系,而植物也不断进化出新的抗病蛋白以应对新型的病原效应蛋白,持续向前推进着这种反复的协同进化过程[15].关于植物与病原微生物互作系统的研究,在农作物的抗病育种上尤其具有重要意义.栽培作物,如水稻、小麦、大麦、玉米、大豆和各种蔬菜水果等,其生物多样性远远低于野生品种,致使农作物的抗病能力也远远低于野生植物.病害会导致农作物减产,甚至绝收,从而造成重大的经济损失,并威胁国家的粮食安全.

3学科交叉:病原微生物与生物安全研究