自然界中微生物的種數(shù)估計(jì)有10萬(wàn)種，但發(fā)現(xiàn)的僅為10%～20%，而在人類(lèi)生產(chǎn)和生活中僅開(kāi)發(fā)利用了已發(fā)現(xiàn)微生物種類(lèi)的1%，絕大多數(shù)在現(xiàn)有條件下還不能被培養(yǎng)出來(lái)。為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況？下面一起來(lái)了解下微生物難培養(yǎng)生長(zhǎng)的四大原因。
原因一：自然環(huán)境的難模擬性
地球上微生物無(wú)處不在。如，每克肥沃的土壤約含20億個(gè)微生物，而每克貧瘠的土壤也含3億～5億個(gè)微生物;一只手含4萬(wàn)～40萬(wàn)個(gè)細(xì)菌，洗凈后約含300個(gè)細(xì)菌;在85 km的高空、11 km的深海、2 km的地層以及100℃的溫泉、－250℃低溫環(huán)境均有微生物的存在。微生物生存的環(huán)境類(lèi)型也是多種多樣的，除了普通的自然環(huán)境外，還存在著各種極端環(huán)境，盡管人們已經(jīng)從中分離出一些微生物種群，然而由于極端環(huán)境復(fù)雜多變，在目前的條件和設(shè)備下，自然環(huán)境中微生物生長(zhǎng)所需要的各種適宜條件在實(shí)驗(yàn)室還無(wú)法被完全滿足，而為了達(dá)到研究的目的，通常簡(jiǎn)化了培養(yǎng)條件。如，由于不了解或不完全了解微生物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)成分及某些特定的化學(xué)物質(zhì)，將微生物接種于只具有固定配方的凝固的平板或靜止的液體培養(yǎng)基中，并置于恒溫、恒濕、黑暗等單一環(huán)境中，這樣就可能造成那些在自然界中可以生長(zhǎng)繁殖的微生物，在純培養(yǎng)中生長(zhǎng)條件得不到滿足，從而導(dǎo)致了微生物的不可培養(yǎng)性。
原因二：微生物間的相互關(guān)系
在自然界中，多種微生物組成了各種集體環(huán)境，它們相互協(xié)作，共同完成了各種復(fù)雜的物質(zhì)和能量代謝。微生物間的相互關(guān)系雖然很多，但主要可以歸納為種間的共生關(guān)系及群體感應(yīng)。微生物群體之間提供生長(zhǎng)所需的生長(zhǎng)因子，或通過(guò)感知外界環(huán)境的變化，來(lái)調(diào)整群體行為。這些關(guān)系是微生物生長(zhǎng)所必需的。但人們?cè)谶M(jìn)行常規(guī)的微生物分離培養(yǎng)過(guò)程中，通常會(huì)忽視這些群體效應(yīng)，當(dāng)微生物從天然環(huán)境驟然轉(zhuǎn)入人為設(shè)置的培養(yǎng)環(huán)境時(shí)，原生境中的生態(tài)依存關(guān)系遭到破壞，菌群間的生物信息交流體系也會(huì)發(fā)生根本性的改變，適應(yīng)性強(qiáng)的物種生長(zhǎng)迅速，而生長(zhǎng)緩慢的微生物類(lèi)型則因營(yíng)養(yǎng)物的匱乏以及種群信息流通的障礙而受到抑制。
原因三：人工營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)濃度過(guò)高或氧化環(huán)境壓力的影響
以傳統(tǒng)方法培養(yǎng)時(shí)，通常采用營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基，以期達(dá)到微生物快速生長(zhǎng)和最大生物產(chǎn)量，結(jié)果分離的大多為生長(zhǎng)迅速且偏愛(ài)豐富營(yíng)養(yǎng)的微生物。而在自然界中，除了一些利用高濃度營(yíng)養(yǎng)物的微生物種群外，其余大部分微生物是以中低營(yíng)養(yǎng)甚至是寡營(yíng)養(yǎng)方式生活的。當(dāng)微生物從自然環(huán)境轉(zhuǎn)移到營(yíng)養(yǎng)豐富的人工培養(yǎng)基時(shí)，一些攝取營(yíng)養(yǎng)能力強(qiáng)的微生物會(huì)應(yīng)運(yùn)而生，而寡營(yíng)養(yǎng)的微生物就會(huì)因高濃度營(yíng)養(yǎng)物基質(zhì)的抑制而停止生長(zhǎng)。另外，自然環(huán)境中的微生物在人工培養(yǎng)基上好氧條件培養(yǎng)時(shí)，一些適應(yīng)性強(qiáng)的種類(lèi)迅速生長(zhǎng)，在生長(zhǎng)代謝過(guò)程中產(chǎn)生大量的過(guò)氧化物、自由基和超氧化物，使生長(zhǎng)速率較慢或適應(yīng)能力較差的微生物受到毒害抑制，或者處于休眠狀態(tài)，甚至死亡。
原因四：判斷微生物生長(zhǎng)的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)不完善
人們?cè)诤Y選分離新的微生物菌株時(shí)，常常根據(jù)研究?jī)?nèi)容的需要，有目的地選用固定的培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件進(jìn)行人工培養(yǎng)，營(yíng)養(yǎng)成分相對(duì)單一。在自然條件下，往往是幾種甚至許多微生物混雜在一起，而在實(shí)驗(yàn)室條件下接種到人工培養(yǎng)基時(shí)，那些適合人工培養(yǎng)條件的微生物攝取了大量營(yíng)養(yǎng)成分，生長(zhǎng)迅速，而生長(zhǎng)緩慢的微生物的生長(zhǎng)受到了抑制，而用現(xiàn)有的判斷微生物生長(zhǎng)狀況的常規(guī)標(biāo)難以觀察到這些微生物的生長(zhǎng)，被認(rèn)為“不可培養(yǎng)”。
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