環(huán)境微生物學(xué)是一門研究微生物與其生活環(huán)境之間相互作用的科學(xué)，主要包括環(huán)境中的微生物和微生物在環(huán)境中的作用兩大研究領(lǐng)域。環(huán)境中的微生物領(lǐng)域主要研究環(huán)境中微生物的種類、數(shù)量、分布特征、驅(qū)動(dòng)因子、群落結(jié)構(gòu)與功能等微生物生態(tài)學(xué)相關(guān)的內(nèi)容，即環(huán)境如何影響微生物的生存和分布，而微生物在環(huán)境中的作用領(lǐng)域主要研究功能微生物在元素循環(huán)、物質(zhì)轉(zhuǎn)化、污染物降解、污染治理、廢棄物資源化利用、固碳減排等生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的作用，即微生物如何影響其所處的環(huán)境。
環(huán)境微生物學(xué)的發(fā)展歷程
環(huán)境微生物學(xué)的發(fā)展歷程體現(xiàn)了從最初的觀察描述到現(xiàn)代的分子生物學(xué)和生態(tài)學(xué)機(jī)制研究的迭代，環(huán)境微生物學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展不僅增進(jìn)了人類對(duì)地球生態(tài)系統(tǒng)的廣泛理解，也為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供了新資源和新技術(shù)。
20世紀(jì)是環(huán)境微生物學(xué)的形成期。隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐步提高和工業(yè)化進(jìn)程的加快，人們開始關(guān)注人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的影響，進(jìn)而關(guān)注微生物這一獨(dú)特的生物類群在維護(hù)生態(tài)平衡和環(huán)境保護(hù)中的作用。環(huán)境微生物學(xué)領(lǐng)域的科研工作者開始研究微生物在廢水處理、土壤修復(fù)等環(huán)境治理工程中的應(yīng)用，以及微生物參與的自然界物質(zhì)循環(huán)(如碳循環(huán)、氮循環(huán)、硫循環(huán)、磷循環(huán)等)中的作用。在此時(shí)期，環(huán)境微生物學(xué)的重要里程碑進(jìn)展包括發(fā)現(xiàn)微生物在有機(jī)物污染物(農(nóng)藥、石油等)降解、生物地球化學(xué)循環(huán)中的關(guān)鍵作用。
20世紀(jì)末至21世紀(jì)初，基于分子生物學(xué)研究手段促進(jìn)了環(huán)境微生物學(xué)的飛速發(fā)展。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，環(huán)境微生物學(xué)研究者們可以不依賴培養(yǎng)技術(shù)與手段，直接從環(huán)境樣品中提取DNA，分析微生物群落組成與功能。這一時(shí)期，人們對(duì)微生物多樣性、微生物群落結(jié)構(gòu)與功能以及微生物與環(huán)境之間相互作用的認(rèn)識(shí)達(dá)到了前所未有的深度和廣度。
目前，環(huán)境微生物學(xué)正處于一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，高通量測(cè)序技術(shù)、代謝組學(xué)技術(shù)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)、同位素標(biāo)記技術(shù)、單細(xì)胞分選與測(cè)序技術(shù)、多細(xì)胞代謝建模技術(shù)等被廣泛應(yīng)用于環(huán)境微生物學(xué)的研究。環(huán)境微生物學(xué)研究者們正在探索微生物在全球環(huán)境變化(如氣候變化、生物多樣性喪失)中的響應(yīng)與作用，以及如何利用微生物進(jìn)行環(huán)境污染的高效治理、促進(jìn)社會(huì)的綠色可持續(xù)發(fā)展。未來仍有許多環(huán)境微生物學(xué)領(lǐng)域的重要前沿科學(xué)問題需要去突破，仍有國家重大需求需要去解決。
環(huán)境微生物學(xué)的前沿科學(xué)問題包括但不限于不同自然與人工生態(tài)環(huán)境中微生物群落的多樣性及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的響應(yīng)與作用，微生物菌群在極端環(huán)境中的演化過程及其對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)進(jìn)化，以及人體內(nèi)微生物結(jié)構(gòu)功能與人類健康之間的關(guān)系等。環(huán)境微生物學(xué)需要解決的國家重大需求包括但不限于：環(huán)境中特殊功能的未培養(yǎng)微生物資源挖掘與利用，探索其在工業(yè)生產(chǎn)和藥物研發(fā)等方面的應(yīng)用潛力；新型基于微生物菌群的污染環(huán)境微生物修復(fù)技術(shù)的開發(fā)與利用，尤其是在雙碳背景下固碳降污協(xié)同的新型技術(shù)；能幫助農(nóng)作物促生、提質(zhì)、抗逆的根際微生物開發(fā)與應(yīng)用，推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展；加強(qiáng)人體內(nèi)微生物相關(guān)的疾病診斷與治療技術(shù)的開發(fā)，提高人民的健康水平等。
相關(guān)新聞推薦
1、膨化寵物食品的生產(chǎn)工藝及擠壓膨化對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響
2、家蠅抗菌肽AMP-17抑制銅綠假單胞菌生長(zhǎng)，為解決銅綠假單胞菌耐藥問題提供新思路
3、砂巖型鈾礦勘查的土壤光釋光等效劑量測(cè)量方法及步驟