什麼叫微生物組學

A. 什麼是微生物組

要知道什麼是微生物組，不得不提「組」和「組學」的概念。「組」指的是生物學中一類研究對象的總稱。而「組學」就是對這一類對象進行系統性研究的學科。所以說，微生物組學就是對某一特定環境中全部微生物的總和進行系統性研究並研究其之間的相互作用禪段稿。某一特定環境（比如說人類體內）賀孝中全部微生物，包括其DNA序列等遺傳信息，的總和，便是微生物組。更多的內容可以參考這篇文章Life Science Technologies: Microbiomics: The Germ Theory of Everything。特別是開頭，我認燃租為寫得很好，這樣一個類比讓微生物組學頓時有種高大上且富有革命性的感覺。

B. 微生物學是什麼

微生物學（microbiology）生物學的分支學科之一。它是在分子、細胞或群體水平上研究各類微小生物（細菌、放線菌、真菌、病毒、立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體原生動物以及單細胞藻類）的形態結構、生長繁殖、生理代謝、遺傳變異、生態搏虧分布和分類進化等生命活動的基本規律，並將其應用於工業發酵、醫學衛生和生物工程等領域的科學。
學科影響
微生物學是高等院校生物類專業必開的一門重要基礎課或專業基礎課，也是現代高新生物技術的理論與技術基礎。 基因工程、細胞工程、酶工程及發酵工程就是在微生物學原理與技術基礎上形成和發展起來的；《微生物學》也是高 等農林院校生物類專業發展及農林業現代化的重要基石之一。隨著生物技術廣泛應用，微生物學對現代與未來人類的 生產活動及生活必將產生巨大影響。
2、吸收多、轉化快 1、體積小、比表面積大 大小以um計，但比表面積（表面積/體積）大，（插入表），必然有一個巨大的營養吸收，代謝廢物排泄和環境信息接受面。這一特點也是微生物與一切大型生物相區別的關鍵所在。 舉例：乳酸桿菌：120，000；雞蛋：1.5；人（200磅）：0.3 2、吸收多、轉化快 這一特性為高速生長繁殖和產生大量代謝物提供了充分的物質基礎。 舉例：3克地鼠每天消耗與體重等重的糧食；1克閃綠蜂鳥每天消耗兩倍於體重的糧食；大腸桿菌每小時消耗2000倍於體重的糖；發酵乳糖的細菌在1小時內就可以分解相當於其自身重量1,000~10,000倍的乳糖，產生乳酸；1公斤酵母菌體，在一天內可發酵幾基睜神千公斤的糖，生成酒精； 3、生長旺、繁殖快 極高生長繁殖速度，如E.coli20-30分鍾分裂一次，若不停分裂，48小時2.2×1043菌數增加，營養消耗，代謝積累，限制生長速度。這一特性可在短時間內把大量基質轉化為有用產品，縮短科研周期。也有不利一面，如疾病、糧食霉變。 舉例：Escherichiacoli(大腸桿菌)在最適的早凱生長條件下，每12.5~20分鍾細胞就能分裂一次；在液體培養基中，細菌細胞的濃度一般為108~109個/ml；谷氨酸短桿菌：搖瓶種子→50噸發酵罐：52小時內細胞數目可增加32億倍。利用微生物的這一特性就可以實現發酵工業的短周期、高效率生產。例如生產鮮酵母時，幾乎12小時就可以收獲一次，每年可以收獲數百次。 表 若干微生物的代時及每日增殖率 微生物名稱 代時 每日分裂次數 溫度 每日增殖率
乳酸菌 38分 38 25 2.7×1011
大腸桿菌 18分 80 37 1.2×1024
根瘤菌 110分 13 25 8.2×103
枯草桿菌 31分 46 30 7.0×1013
光合細菌 144分 10 30 1.0×103
釀酒酵母 120分 12 30 4.1×103
小球藻 7小時 3.4 25 10.6
念珠藻* 23小時 1.04 25 2.1
硅藻 17小時 1.4 20 2.64
草履蟲 10.4小時 2.3 26 4.92
*為念珠藍菌屬(Nostoc)的舊稱，與細菌同屬原核生物。 4、適應強、易變異 極其靈活適應性，對極端環境具有驚人的適應力，遺傳物質易變異。更重要的是在於微生物的生理代謝類型多、代謝產物種類多。 舉例：萬米深海、85公里高空、地層下128米和427米沉積岩中都發現有微生物存在。微生物的種數，據1972年： 類型 低限 傾向種數 高限
病毒與立克次氏體 1217 1217 1217
支原體 42 42 42
細菌與放線菌 >1000 1500 1500
藍細菌 1227 1500 1500
藻類 15051 23100 23100
真菌 37175 47300 68939
原生動物 24068 24068 30000
總數 79780 98727 127298
5、分布廣、種類多 分布區域廣，分布環境廣。生理代謝類型多，代謝產物種類多，種數多。更重要的是在於微生物的生理代謝 青黴素
類型多、代謝產物種類多。任何有其它生物生存的環境中，都能找到微生物，而在其它生物不可能生存的極端環境中也有微生物存在。 舉例：青黴素生產菌Penicilliumchrysogenum(產黃青黴)的產量1943年為每毫升發酵液中含20單位青黴素，40多年來，經過世界各國微生物遺傳育種工作者的不懈努力使該菌產量變異逐漸積累，加上發酵條件的改進，目前世界上先進國家的發酵水平每毫升已超過5萬單位，甚至接近10萬單位。微生物的數量性狀變異和育種使產量提高的幅度之大，是動植物育種工作中絕對不可能達到的。正因為如此，幾乎所有微生物發酵工廠都十分重視菌種選育工作。 微生物作用： 1、在自然界物質循環中作用 2、空氣與水凈化，污水處理 3、工農業生產：菌體，代謝產物，代謝活動 4、對生命科學的貢獻
編輯本段分類與命名
微生物的分類單位：界、門、綱、目、科、屬、種 種是最基本的分類單位，每一分類單位之後可有亞門、亞綱、亞目、亞科... 以啤酒酵母為例，它在分類學上的地位是： 界(Kindom)：真菌界 門(Phyllum)：真菌門 綱(Class)：子囊菌綱 目(Order)：內孢霉目 科(Family)：內孢霉科 屬(Genus)：酵母屬 種(Species)：啤酒酵母 種（species）：是一個基本分類單位；是一大群表型特徵高度相似、親緣關系極其接近，與同屬內其他種有明顯差別的菌株的總稱。 ①菌株（strain）表示任何由一個獨立分離的單細胞繁殖而成的純種群體及其一切後代（起源於共同祖先並保持祖先特性的一組純種後代菌群）。因此，一種微生物的不同來源的純培養物均可稱為該菌種的一個菌株。菌株強調的是遺傳型純的譜系。 例如：大腸埃希氏桿菌的兩個菌株：EscherichiacoliB和EscherichiacoliK12 菌株的表示法：如果說種是分類學上的基本單位，那末菌株實際上是應用的基本單位，因為同一菌種的不同菌株在產酶上種類或代謝物產量上會有很大的不同和差別！ ②亞種(subspecies）或變種(variety)：為種內的再分類。 當某一個種內的不同菌株存在少數明顯而穩定的變異特徵或遺傳形狀，而又不足以區分成新種時，可以將這些菌株細分成兩個或更多的小的分類單元——亞種。 變種是亞種的同義詞，因「變種」一詞易引起詞義上的混淆，從1976年後，不在使用變種一詞。通常把實驗室中所獲得的變異型菌株，稱之為亞種。 例如：E.colik12（野生型）是不需要特殊aa的，而實驗室變異後，可從k12獲得某aa的缺陷型，此即稱為E.colik12的亞種。 ③型(form)：常指亞種以下的細分。當同種或同亞種內不同菌株之間的性狀差異不足以分為新的亞種時，可以細分為不同的型。 例如：按抗原特徵的差異分為不同的血清型 微生物的命名：微生物的名字有俗名和學名兩種。如：紅色麵包霉——粗糙脈孢霉；綠膿桿菌——銅綠假單胞菌。 學名—是微生物的科學名稱，它是按照有關微生物分類國際委員會擬定的法則命名的。學名由拉丁詞、或拉丁化的外來片語成。學名的命名有雙名法和三名法兩種。 ①雙名法：學名=屬名+種名+（首次定名人）+現定名人+定名年份 屬名：拉丁文的名詞或用作名詞的形容詞，單數，首字母大寫，表示微生物的主要特徵，由微生物構造，形狀或由科學家命名。種名：拉丁文形容詞，字首小寫，為微生物次要特徵， 如微生物色素、形狀、來源或科學家姓名等。 例：大腸埃希氏桿菌 Escherichiacoli（Migula）CastellanietChalmers1919 金黃色葡萄球菌 當泛指某一屬微生物，而不特指該屬中某一種（或未定種名）時，可在屬名後加sp.或ssp.（分別代表species縮寫的單數和復數形式）。 例如：Saccharomycessp.表示酵母菌屬中的一個種。 菌株名稱：在種名後面自行加上數字、地名或符號等 例如：BacillussubtilisAS1.389AS=AcademiaSinica BacillussubtilisBF7658BF=北紡 丙酮丁醇梭菌
微生物的定義
現代定義：微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。 形體微小，結構簡單，通常要用光學顯微鏡和電子顯微鏡才能看清楚的生物，統稱為微生物。 （但有些微生物是可以看見的，像屬於真菌的蘑菇、靈芝等。）
特點
個體微小,一般<0.1mm。 構造簡單,有單細胞的,簡單多細胞的,非細胞的。進化地位低,大多依靠有機物維持生命。
分類
原核類: 三菌,三體。 三菌：細菌、藍細菌、放線菌 三體：支原體、衣原體、立克次氏體 真核類: 真菌,原生動物,顯微藻類。 非細胞類: 病毒,亞病毒 ( 類病毒,擬病毒,朊病毒)。
五大共性：
體積小,面積大； 吸收多,轉化快 微生物
； 生長旺,繁殖快； 適應強,易變異； 分布廣,種類多。
編輯本段類群
種類 原核：細菌、放線菌、螺旋體、支原體、立克次氏體、衣原體。 真核：真菌
、藻類、原生動物。 非細胞類：病毒和亞病毒。 一般地，在中國大陸地區的教科書中，均將微生物劃分為以下8大類： 細菌、病毒、真菌、放線菌、立克次體、支原體、衣原體、螺旋體。
細菌
(1)定義:一類細胞細短,結構簡單,胞壁堅韌,多以二分裂方式繁殖和水生性強的原核生物 (2)分布:溫暖,潮濕和富含有機質的地方 (3)結構:主要是單細胞的原核生物,有球形,桿形,螺旋形 基本結構：細胞膜 細胞壁 細胞質 核質 特殊結構：莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞 (4)繁殖: 主要以二分裂方式進行繁殖的 (5)菌落: 單個細菌用肉眼是看不見的,當單個或少數細菌在固體培養基上大量繁殖時,便會形成一個肉眼可見的,具有一定形態結構的子細胞群落. 菌落是菌種鑒定的重要依據.不同種類的細菌菌落的大小,形狀光澤度顏色硬度透明度都不同.
放線菌
(1)定義:一類主要成菌絲狀生長和以孢子繁殖的陸生性較強的原核生物
(2)分布:含水量較低,有機物較豐富的,呈微鹼性的土壤中 (3)形態構造:主要由菌絲組成,包括基內菌絲和氣生菌絲(部分氣生菌絲可以成熟分化為孢子絲,產生孢子) (4)繁殖:通過形成無性孢子的形式進行無性繁殖 無性繁殖 有性繁殖 (5)菌落:在固體培養基上:乾燥,不透明,表面呈緻密的絲絨狀,彩色乾粉
病毒
(1) 定義:一類由核酸和蛋白質等少數幾種成分組成的「非細胞生物」,但是它的生存必須依賴於活細胞. (2)結構:[font class="Apple-style-span" style="font-family: -webkit-monospace; font-size: 13px; line-height: normal; white-space: pre-wrap; "]蛋白質衣殼以及核酸（核酸為DNA或RNA）[/font] (3)大小:一般直徑在100nm左右，最大的病毒直徑為200nm的牛痘病毒，最小的病毒直徑為28nm的脊髓灰質炎病毒 (4)增殖:病毒的生命活動中一個顯著的特點為寄生性。病毒只能寄生在某種特定的活細胞內才能生活。並利用會宿主細胞內的環境及原料快速復制增值。在非寄生狀態時呈結晶狀，不能進行獨立的代謝活動。以 噬菌體為例: 吸附→DNA注入→復制、合成→組裝→釋放 噬菌體侵染細菌過程示意圖

編輯本段微生物的特點
微生物的化學組成
C,H,O,N,P,S以及其他元素
微生物的營養物質
1 水和無機鹽 2 碳源:凡能為微生物提供生長繁殖所需碳元素的營養物質 來源 作用 3氮源:凡能為微生物提供所必需氮元素的營養物質 來源 作用:主要用於合成蛋白質,核酸以及含氮的代謝產物 4 能源:能為微生物生命活動提供最初能源來源的營養物質或輻射能
根據碳源和能源分類
5生長因子:微生物生長不可缺少的微量有機物
能引起人和動物致病的微生物叫病源微生物，有八大類： 1.真菌:引起皮膚病。深部組織上感染。 2放線菌：皮膚，傷口感染。 3螺旋體：皮膚病，血液感染 如梅毒，鉤端螺旋體病。 4細菌：皮膚病化膿，上呼吸道感染 ，泌尿道感染，食物中毒，敗血壓症，急性傳染病等。 5立克次氏體：斑疹傷寒等。 6衣原體：沙眼，泌尿生殖道感染。 7病毒：肝炎，乙型腦炎，麻疹，艾滋病等。 8支原體：肺炎，尿路感染。 生物界的微生物達幾萬種，大多數對人類有益，只有一少部份能致病。有些微生物通常不致病，在特定環境下能引起感染稱條件致病菌。 能引起食品變質，腐敗，正因為它們分解自然界的物體，才能完成大自然的物質循環。
微生物的作用

編輯本段貢獻
現代生物學的若干基礎性的重大發現與理論，是在研究微生物的過程中或以微生物為實驗材料與工具取得的。這些理論包括：證明DNA（脫氧核糖核酸）是遺傳信息的載體（三大經典實驗：肺炎球菌的轉化實驗、噬菌體實驗、植物病毒的重組實驗）。DNA的半保留復制方式（雙螺旋的每一條子鏈分別、都是復制模板）。遺傳密碼子的解讀（64個密碼子各對應20種氨基酸及終止信號的哪一種）。基因的轉錄調節（operon, promoter, operator, repressor, activator的概念與調節方式）。信使RNA的翻譯調節（terminator）等等……。 現在，很多常用、通用的生物學研究技術依賴於微生物，比如：分子克隆重組蛋白在細菌或酵母中的表達。很多醫學技術也依賴於微生物，比如：以病毒為載體的基因治療。
編輯本段微生物在整個生命世界中的地位
當人類在發現和研究微生物之前，把一切生物分成截然不同的兩大界－動物界和植物界。隨著人們對微生物認識的逐步深化，從兩界系統經歷過三界系統、四界系統、五界系統甚至六界系統，直到20世紀70年代後期，美國人Woese等發現了地球上的第三生命形式－古菌，才導致了生命三域學說的誕生。該學說認為生命是由古菌域（Archaea）、細菌域（Bacteria）和真核生物域（Eucarya）所構成。在圖示「生物的系統進化樹」中，左側的黃色分枝是細菌域；中間的褐色和紫色分枝是古菌域；右側的綠色分枝是真核生物域。 古菌域包括嗜泉古菌界（Crenarchaeota）、廣域古菌界（Euryarchaeota）和初生古菌界（Korarchaeota）；細菌域包括細菌、放線菌、藍細菌和各種除古菌以外的其它原核生物；真核生物域包括真菌、原生生物、動物和植物。除動物和植物以外，其它絕大多數生物都屬微生物范疇。由此可見，微生物在生物界級分類中佔有特殊重要的地位。 生命進化一直是人們關注的熱點。Brown等依據平行同源基因構建的「Cenancestor」生命進化樹，認為生命的共同祖先Cenancestor是一個原生物。原生物在進化過程中產生兩個分支，一個是原核生物（細菌和古菌），一個是原真核生物，在之後的進化過程中細菌和古菌首先向不同的方向進化，然後原真核生物經吞食一個古菌，並由古菌的DNA取代寄主的RNA基因組而產生真核生物。 從進化的角度，微生物是一切生物的老前輩。如果把地球的年齡比喻為一年的話，則微生物約在3月20日誕生，而人類約在12月31日下午7時許出現在地球上。
綜述
微生物對人類最重要的影響之一是導致傳染病的流行。在人類疾病中有50％是由病毒引起。世界衛生組織公布資料顯示：傳染病的發病率和病死率在所有疾病中占據第一位。微生物導致人類疾病 微生物的歷史，也就是人類與之不斷斗爭的歷史。在疾病的預防和治療方面，人類取得了長足的進展，但是新現和再現的微生物感染還是不斷發生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治療葯物。一些疾病的致病機制並不清楚。大量的廣譜抗生素的濫用造成了強大的選擇壓力，使許多菌株發生變異，導致耐葯性的產生，人類健康受到新的威脅。一些分節段的病毒之間可以通過重組或重配發生變異，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都與前次導致感染的株型發生了變異，這種快速的變異給疫苗的設計和治療造成了很大的障礙。而耐葯性結核桿菌的出現使原本已近控制住的結核感染又在世界范圍內猖獗起來。微生物千姿百態，有些是腐敗性的，即引起食品氣味和組織結構發生不良變化。當然有些微生物是有益的，它們可用來生產如乳酪，麵包，泡菜，啤酒和葡萄酒。 微生物非常小，必須通過顯微鏡放大約1000倍才能看到。比如中等大小的細菌，1000個疊加在一起只有句號那麼大。想像一下一滴牛奶，每毫升腐敗的牛奶中約有5千萬個細菌，或者講每誇脫牛奶中細菌總數約為50億。也就是一滴牛奶中可有含有50億個細菌。微生物能夠致病，能夠造成食品、布匹、皮革等發霉腐爛，但微生物也有有益的一面。最早是弗萊明從青黴菌抑制其它細菌的生長中發現了青黴素，這對醫葯界來講是一個劃時代的發現。後來大量的抗生素從放線菌等的代謝產物中篩選出來。抗生素的使用在第二次世界大戰中挽救了無數人的生命。 一些微生物被廣泛應用於工業發酵，生產乙醇、食品及各種酶制劑等；一部分微生物能夠降解塑料、處理廢水廢氣等等，並且可再生資源的潛力極大，稱為環保微生物；還有一些能在極端環境中生存的微生物，例如：高溫、低溫、高鹽、高鹼以及高輻射等普通生命體不能生存的環境，依然存在著一部分微生物等等。看上去，我們發現的微生物已經很多，但實際上由於培養方式等技術手段的限制，人類現今發現的微生物還只佔自然界中存在的微生物的很少一部分。 微生物因為微生物很小，構造又簡單，所以人們充分認識它，並發展成為一門學科，與其他學科比起來，還是很晚的。盡管如此，人們已經在廣泛的應用微生物了。我國勞動人民很早就認識到微生物的存在和作用，也是最早應用微生物的少數國家之一。據考古學推測，我國在8000年前已經出現了曲櫱釀酒了，4000多年前我國釀酒已十分普遍，而且當時埃及人也已學會烤制麵包和釀制果酒。 2500年前中國人民發明釀醬、醋，知道用曲治療消化道疾病。公元6世紀（北魏時期）,我國賈思勰的巨著《齊民要術》詳細地記載了制曲、釀酒、制醬和釀醋等工藝。在農業上，雖然還不知道根瘤菌的固氮作用，但已經在利用豆科植物輪作提高土壤肥力。這些事實說明，盡管人們還不知道微生物的存在，但是已經在同微生物打交道了，在應用有益微生物的同時，還對有害微生物進行預防和治療。為防止食物變質，採用鹽漬、糖漬、乾燥、酸化等方法。在我國隆慶年間就開始用人痘預防天花。人痘預防天花是我國對世界醫學上的一大貢獻，這種方法先後傳到俄國、日本、朝鮮、土耳其及英國，1798年英國醫生琴納（Jenner）提出用牛痘預防天花。微生物學作為一門學科，是從有顯微鏡開始的，微生物學發展經歷了三個時期：形態學時期、生理學時期和現代微生物學的發展。 形態學時期 微生物微生物的形態觀察是從安東·列文虎克（Antony Van Leeuwenhock 1632-1732）發明的顯微鏡開始的，它是真正看見並描述微生物的第一人，他的顯微鏡在當時被認為是最精巧、最優良的單式顯微鏡，他利用能放大50～300倍的顯微鏡，清楚地看見了細菌和原生動物，而且還把觀察結果報告給英國皇家學會，其中有詳細的描述，並配有準確的插圖。1695年，安東·列文虎克把自己積累的大量結果匯集在《安東·列文虎克所發現的自然界秘密》一書里。他的發現和描述首次揭示了一個嶄新的生物世界——微生物世界。這在微生物學的發展史上具有劃時代的意義。
生理學時期
例如健康人腸道中即有大量細菌存在，稱正常菌群，其中包含的細菌種類高達上百種。在腸道環境中這些細菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物質甚至葯物的分解與吸收，菌群在這些過程中發揮的作用，以及細菌之間的相互作用機制還不明了。一旦菌群失調，就會引起腹瀉。隨著醫學研究進入分子水平，人們對基因、遺傳物質等專業術語也日漸熟悉。人們認識到，是遺傳信息決定了生物體具有的生命特徵，包括外部形態以及從事的生命活動等等，而生物體的基因組正是這些遺傳信息的攜帶者。因此闡明生物體基因組攜帶的遺傳信息，將大大有助於揭示生命的起源和奧秘。 在分子水平上研究微生物病原體的變異規律、毒力和致病性，對於傳統微生物學來說是一場革命。 微生物以人類基因組計劃為代表的生物體基因組研究成為整個生命科學研究的前沿，而微生物基因組，研究又是其中的重要分支。世界權威性雜志《科學》曾將微生物基因組研究評為世界重大科學進展之一。通過基因組研究揭示微生物的遺傳機制，發現重要的功能基因並在此基礎上發展疫苗，開發新型抗病毒、抗細菌、真菌葯物，將對有效地控制新老傳染病的流行，促進醫療健康事業的迅速發展和壯大! 從分子水平上對微生物進行基因組研究為探索微生物個體以及群體間作用的奧秘提供了新的線索和思路。 為了充分開發微生物（特別是細菌）資源，1994年美國發起了微生物基因組研究計劃（MGP）。通過研究完整的基因組信息開發和利用微生物重要的功能基因，不僅能夠加深對微生物的致病機制、重要代謝和調控機制的認識，更能在此基礎上發展一系列與我們的生活密切相關的基因工程產品，包括：接種用的疫苗、治療用的新葯、診斷試劑和應用於工農業生產的各種酶制劑等等。通過基因工程方法的改造，促進新型菌株的構建和傳統菌株的改造，全面促進微生物工業時代的來臨。工業微生物涉及食品、制葯、冶金、采礦、石油、皮革、輕化工等多種行業。通過微生物發酵途徑生產抗生素、丁醇、維生素C以及一些風味食品的制備等；某些特殊微生物酶參與皮革脫毛、冶金、採油采礦等生產過程，甚至直接作為洗衣粉等的添加劑；另外還有一些微生物的代謝產物可以作為天然的微生物殺蟲劑廣泛應用於農業生產。通過對枯草芽孢桿菌的基因組研究，發現了一系列與抗生素及重要工業用酶的產生相關的基因。乳酸桿菌作為一種重要的微生態調節劑參與食品發酵過程。
編輯本段世界地位
當人類在發現和研究微生物之前，把一切生物分成截然不同的兩大界－動物界和植物界。隨著人們對微生物認識的逐步深化，從兩界系統經歷過三界系統、四界系統、五界系統甚至六界系統，直到70年代後期，美國人Woese等發現了地球上的第三生命形式－古菌，才導致了生命三域學說的誕生。該學說認為生命是由古菌域（Archaea）、細菌域（Bacteria）和真核生物域（Eucarya）所構成。在圖示「生物的系統進化樹」中，左側的黃色分枝是細菌域；中間的褐色和紫色分枝是古菌域；右側的綠色分枝是真核生物域。古菌域包括嗜泉古菌界（Crenarchaeota）、廣域古菌界（Euryarchaeota）和初生古菌界（Korarchaeota）；細菌域包括細菌、放線菌、藍細菌和各種除古菌以外的其它原核生物；真核生物域包括真菌、原生生物、動物和植物。除動物和植物以外，其它絕大多數生物都屬微生物范疇。由此可見，微生物在生物界級分類中佔有特殊重要的地位。生命進化一直是人們關注的熱點。Brown等依據平行同源基因構建的「Cenancestor」生命進化樹，認為生命的共同祖先Cenancestor是一個原生物。原生物在進化過程中產生兩個分支，一個是原核生物（細菌和古菌），一個是原真核生物，在之後的進化過程中細菌和古菌首先向不同的方向進化，然後原真核生物經吞食一個古菌，並由古菌的DNA取代寄主的RNA基因組而產生真核生物。從進化的角度，微生物是一切生物的老前輩。如果把地球的年齡比喻為一年的話，則微生物約在3月20日誕生，而人類約在12月31日下午7時許出現在地球上！！
有利有害！！

C. 為什麼有的孤獨症小朋友會出現突然的攻擊行為

有的孤獨症小朋友會突然出現莫名的攻擊、自殘、情緒問題，很多老師往往會從行為的功能去找原因比如：

1.小朋友的行為功能是不是為了吸引關注？

2.小朋友的行為功能是不是為了逃避任務？

3.小朋友的行為功能是不是想要得到什麼東西？

4.小朋友的行為功能是不是一種自我刺激？

當你對照這些行為的功能時發現好像都不符合，那小朋友怎麼會出現莫名的問題行為呢？

最近兩年有一些重要的報道指出，「微生物組」（微生物組學是對某一特定環境中全部微生物的總和進行系統性研究並探明其之間的相互作用的學科）與大腦、腸道問題和心理健康之間有聯系。

「人體微生物組，是生活在人體內的數萬億微生物的集合，這種集合不是隨機的，科學家認為它在許多基本的生命過程中起著重要作用。隨著科學的不斷發展和科學旦高家們對微生物物種的身份與活動了解的加深，微生物學家們希望將微生物群落組成、宿主遺傳與人類健康聯系起來。腸胃被稱為我們身體的第二大腦，很多孤獨症小朋友都不同程度的存在這腸胃問題、牙齒問題、代謝問題、癲癇問題等。 父母、醫生和治療師必須意識到，難以治療的自閉症行為或對干預無反應的行為，可能是胃腸道疾病引起的。 無端攻擊、暴力行為和易怒可能都代表著潛在的胃腸道問題，這種情況下必須及時考慮使用精神葯物，比如利培酮（利培酮主要用於治療精神分裂症和狂躁抑鬱症，美國食品與葯物管理局已批准將其用於自閉症的治療）。攻擊性和自傷行為等症狀通常被認為是對疼痛的一種反應。所以脊遲做小朋友莫名的發脾櫻衡氣、打人、哭鬧等也可能是由於腸胃問題引起的。

D. microbiome是什麼意思

microbiome的意思是微生物組；微生物群系；老梁微生物組學；生物群系；腸道微生物組。

一、microbimoe的釋義

The sum of gene sequences (including homologous sequences) contained in the microbiota in a specific time and specific habitat.

特定時間特定生境中微生物群所包含的基因序列（含同源序列）的總和。

3、Gut9 Health: The slow journey of the fiber, fructose and nutrients in whole fruit essentially10 allows the body to feed the healthy bacteria in our intestine, supporting the health of our microbiome.

腸道健康：完整的水果中的纖維、果糖和營養物質在消化道中停留較長，方便身體培養腸道中的健康細菌，有利於體內菌群的健胡賀康。

E. 什麼是微生物組學

微生物學：戚談生物學的分支老槐學科之高含碰一

F. 微生物群、宏基因組和微生物組的區別2021.7.31

  相信不少人在剛接觸微生物分析時都會遇到這樣的疑問，但缺爛隨著知識的增加，就會發現這是一個不存在的問題。

  微生物群（Microbiota）是指研究動植物體上共生或病理的微生物生態群體。微生物群包括細菌、古菌、原生動物、真菌和病毒。研究表明其在宿主的免疫、代謝和激素等方面非常重要。近義詞Microbiome微生物組即包括微生物，又包括其基因組。

  宏基因組（Metagenomics ）是指直接研究環境樣品作為遺傳學材料。廣義來說其包括環境基因組、生態基因組學和群體基因組學。傳統的微生物學和微生物基因測序依賴於單克隆的培養，早期環境基因測序克隆16s rRNA基因等特定基因來確定自然樣品中的生物多樣性。此方法宏扮伍將會漏掉大量末被培養的微生物多樣性。最近研究採用鳥槍法或PCR直接測序方法來獲得樣品群體中所有成員無偏好的基因。因為這類方法可以展現從前無法發現的微生物多樣性，因此宏基因組方法提供了革命性的工具去理解我們整個生活的世界。隨著測序價格的下降，宏基因組允許微生物生態研究比之前更大的尺度和更多細節。
  在宏基因組學中, 可以使用兩蔽或種主要技術來提取環境中微生物的信息：

  微生物組（Microbiome ）是指直接研究環境樣品作為遺傳學材料。廣義來說其包括環境基因組、生態基因組學和群體基因組學。傳統的微生物學和微生物基因測序依賴於單克隆的培養，早期環境基因測序克隆16s rRNA基因等特定基因來確定自然樣品中的生物多樣性。此方法將會漏掉大量末被培養的微生物多樣性。最近研究採用鳥槍法或PCR直接測序方法來獲得樣品群體中所有成員無偏好的基因。因為這類方法可以展現從前無法發現的微生物多樣性，因此宏基因組方法提供了革命性的工具去理解我們整個生活的世界。隨著測序價格的下降，宏基因組允許微生物生態研究比之前更大的尺度和更多細節。

每張圖代表的是相同的群體，然而不同的方法可以定義此群體可提供的不同信息。

  對於我目前的研究方向就是通過擴增子測序進行16S rRNA的測序然後進行微生物多樣性的分析，今天發現了一個有意思的分析流程（這其實很早就有了，只是我才知道，嗚嗚嗚😭）—— QIIME 2微生物分析流程 )（讀音：恰姆2），不會讀或者讀錯了很丟人的🤣。然後發現了一位大佬， 劉永鑫 ，他自己創辦的微信公眾號——宏基因組，是一個很好的資源，裡面有QIMME2的中文幫助文檔，結合著老師自己獨到的見解，很贊，向大佬致敬😘。不多說了，時間寶貴，滾去吮吸老師的精華了，接下來爭取每日一更，哈哈哈，爭取，懂得都懂~

[1] Figure 1: Definition of the microbiota, metagenome and microbiome as used in this Review.
[2] 程福東, 丁嘯, 李晟, 孫嘯. 宏基因組樣本數據的分析比較與分類. 生物技術通報, 2016, 32(5): 1-10
[3] https://mp.weixin.qq.com/s/kBbWD6ircc4UHE-ma-6a1Q

G. 什麼是微生物組學

人類微生物組學計劃"是繼"人類基因組計劃"之後開始的又一重大國際基因組測序計劃，其目標是把人體內共生微生物群的基因組序列信息測定出來，而且要研究與人體發育和健康有關的基因功能。2005年10月，美國、巴西、法國、德國、英國、日本和中國等國家的代表參加了人類微生物組學計劃第一次協調會議。2006年，中國與法國啟動了"中法人體腸道元基因組"合作。隨著歐洲其他國家的加入，該合作已上升為中歐人類微生物組合作。2007年12月，"國際人類微生物組聯盟成立大會"在美國華盛頓舉行，中國成為"人類微生物組學計劃"的發起方之一。

H. 什麼是微生物,分為幾類,各有何特點

• 微生物(microorganism)是指包括細菌、病毒、真菌、原蟲等在內的一大類生物群體。通常它們個體非常微小, 肉眼看不到或看不清楚, 需要藉助顯微鏡才能觀察到。

• 微生物主要分為以下幾類：

1.原核微生物

細菌(Bacteria)

放線菌

螺旋體

支原體

立克次氏體

衣原體

古菌(Archaea)

2.真核微生物

真菌(Fungi)

原生生物(protozoan)

藻類(algae)

3.無細胞生物

病毒(virus)

類病毒(virusoid)

擬病毒(viroid)

朊毒體（亦稱朊病毒、蛋白質質感染性顆粒）(prion)

• 特性

由於微生物體積極之微小，故相對面積較大，物質吸收快，轉化快。

微生物在生長與繁殖上亦是很迅速的，而且適應性強。從寒冷的冰川到極酷熱的溫泉，從極高的山頂到極深的海底，微生物都能夠生存。

由於微生物適應性強，又容易在較短時間內積聚非常多的個體（例如10^10個/毫升的數量級），因此容易篩選並分離到突變株。容易得到微生物突變株的性質。

微生物的五大共性:

• 體積小,面積大。

• 吸收多,轉化快。

• 生長旺,繁殖快。

• 適應強,易變異。

• 分布廣,種類多。