土壤微生物研究原理与方法

‘壹’ 土壤微生物学的发展简史

19世纪后期，农业化学和细菌学的形成和发展为研究土壤中物质转化的微生物学过程开辟了道路。1877年，Т.施勒辛和А.明茨证实了土壤中的硝化作用是通过微生物进行的。1891年，R·韦林顿又证实了硝化作用不仅在土壤中发生，也可以在含有铵盐的液体中用土壤接种产生。
1885～1888年间，С·Н·维诺格拉茨基用他首创的无机选择性和富集培养法分离得到能使铵氧化为亚硝酸和使亚硝酸氧化为硝酸的两种细菌。同时，他还发现了硫细菌并研究了土壤中的硫化作用。他的研究不仅论证了土壤中氮和硫的还原性化合物的微生物学氧化作用，也揭示了土壤中化能无机营养型细菌。1888年，H·黑尔里格尔和H·维尔法特在灭过菌的砂土里栽种豌豆和非豆科作物的试验中，证实了豌豆只有在未灭菌的土壤中或在加有土壤浸出液的灭菌砂土中才能在根部结瘤，从而利用空气中的氮素为营养。同年，M.W.拜耶林克从根瘤中分离并获得根瘤菌的纯培养。1889年，А·普拉兹莫夫斯基用根瘤菌纯种回接豆科植物，成功地在根部形成根瘤，确认根瘤菌与豆科植物的共生固氮作用。1893年维诺格拉茨基发现厌气性的固氮梭菌，1901年，拜耶林克发现好气性的固氮菌(见固氮菌科)，开辟了探讨微生物固氮作用的研究领域。1904年，В.Л.奥梅良斯基分离得到纤维分解细菌，开创了土壤有机物质分解的微生物过程的研究。这些先驱者们从不同方面奠定了土壤微生物学在20世纪迅速发展的基础。S·A·瓦克斯曼的《土壤微生物学原理》 (1927)、E.B.弗雷德等人的《根瘤菌和豆科植物》(1932)以及维诺格拉茨基1891～1925年间的论文集《土壤微生物学──问题与方法》(1952)，是土壤微生物学早期研究中的丰硕成果。
在20世纪50年代，土壤微生物学已经得到迅速的发展。人们对土壤中诸营养元素循环的各个环节的微生物学过程(包括起作用的微生物种类和作用条件)进行了深入的研究，既阐明了土壤腐殖质形成和分解的微生物学过程，也论证了土壤微生物对增强土壤肥力的作用。瓦克斯曼对土壤微生物间拮抗关系的研究，特别是对拮抗性放线菌所产生的各种抗菌性物质的研究成果，为抗生素发酵工业的兴起作出了巨大贡献（见抗生素发酵微生物）。
微生物固氮作用的研究已是在理论和实践中的重大课题。15N示踪法和乙炔还原法有力地促进了对固氮微生物和固氮作用的研究与应用。1970年巴西的J.多布雷娜报道雀稗根系有专性共栖的固氮菌（雀稗固氮菌），接着又在马唐和玉米根际发现有共栖的固氮螺菌（带脂固氮螺菌），提出了界于共生固氮和自生固氮之间的联合固氮作用。另外，由于固氮酶的提取成功，使固氮酶的结构、性质以及固氮机理得到了阐明，目前正在通过人工诱变和基因转移，向培育高效固氮微生物新种的方向努力。土壤中的氮素损失一直是土壤微生物学家重视的问题。正在研究以抑制硝化细菌活动的方式，减少土壤中的硝化作用和反硝化作用，防止氮肥的损失和避免因形成亚硝酸而污染水域。在土壤微生物保进植物营养这一问题上，人们已经注意到作物和树木与菌根的共生关系。研究它们共生的土壤条件和机理是一项对农林生产有实践意义的工作。 土壤微生物学的研究又进入一个新领域，人们可以利用微生物处理污物和污水，降解土壤中残留的有机农药，消除作物的土传性病害，这对于净化环境和土壤保健是大有好处的。
20世纪40年代，中国开始重视对土壤微生物学的研究。50年代，各高等农业院校开设以土壤微生物学为重点内容的农业微生物学课程。1954年中国科学院召开土壤微生物学工作座谈会以后，有关单位开展了对自生固氮菌的生态、分布和固氮作用的研究，对筛选大豆和花生根瘤菌高效菌株和接菌效果的试验，对堆肥腐熟过程中氨化细菌和纤维分解菌的作用的探索。1964年中国土壤学会和中国微生物学会联合召开土壤微生物学专业会议，对土壤微生物区系分析、植物营养元素生物循环、根瘤菌的共生固氮、固氮细菌的自生固氮和根际固氮、硝化作用和反硝化作用、纤维分解微生物和纤维分解作用、化能自养细菌等方面的研究工作展开讨论，有力的推进了中国土壤微生物学的发展，70年代以来又开展了土壤中的拮抗性微生物以及利用它们所产生的拮抗性物质防治作物的病虫害；利用微生物降解土壤的残毒；非豆科植物的共生固氮以及共生或自生蓝藻的固氮作用；沼气微生物和产生沼气的微生物学过程等方面的研究。

‘贰’ 求助提取土壤微生物总DNA的方法

植物提取物提取
目前提取植物提取物用溶剂提取、超声波提取、微波提取酶提取超临界流体萃取、微波辅助提取等则作新提取技术广泛使用
溶剂提取
溶剂提取用溶剂固体原料提取效所用溶剂必须具备与所提取溶质互溶特性植物材料粉碎放入适合容器内加入数倍量溶剂采用浸渍、渗漉、煎煮、流连续提取进行提取巴科丹参提取物用溶剂提取提取精油类物质用溶剂提取
溶剂提取提取工艺程溶剂浓度、料液比、提取温度、提取间直接影响效提取率Cristina Juan等通溶剂萃取提取米赭曲霉素A用荧光探测液相色谱确定OTA含量研究表明适宜料液比、提取温度提取间情况提取物OTA含量高4.17ng/gMonte D. Holt等采用溶剂萃取熟麦种提取烷基间苯二酚实验表明采用溶剂萃取能够节约提取间
超声波提取
超声波提取利用超声波产强烈振空化效应加速植物细胞内物质释放、扩散并溶解进入溶剂同保持提取物质结构物性发变化超声波提取原理主要物理程近逐渐受重视较新提取数说超声波提取较规溶剂提取能幅缩短提取问消耗溶剂少浸率高具较高提取效率
超声波提取工艺程溶剂选择浓度、料液比、提取温度、提取间直接影响提取率Ling Zhou等利用超声波提取提取五味主要研究超声提取率影响素实验研究提取率随着温度升高升高随着功率增增Hong Van Le等利用超声波提取樱桃维素E酚类化合物主要比较超声提取酶提取提取间、提取率差异实验结表明超声波提取间比酶提取缩短6倍超声波提取提取率酶提取2～3倍钟等利用超声波萃取鲜竹叶叶绿素用光光度计定量测定所萃取叶绿素含量结表明：与用机溶剂提取相比超声波萃取仅萃取率高、速度快、效率高且室温提取需加热节约能源
超临界流体萃取
超临界流体提取(supercriticalfluid extractionSFE)种较新型提取离技术般采用CO2作提取剂超临界流体萃取原理利用超临界流体独特溶解能力物质超临界流体溶解度压力温度变化非敏特性通升温降压手段（或两者兼用）超临界流体所溶解物质离达离提纯目兼精馏提取两种作用具性易失、产品质量高、提取离程同步完等优点认绿色环保高新离技术特别适合于稳定产物理性物质离与精制
20世纪80代期超临界CO2提取技术逐步应用于植物性提取离研究应用较功项新技术Ruey Chi Hsu等CO2乙醇溶剂采用超临界流体提取技术提取灵芝效研究结表明：超临界流体提取保证灵芝提取物流性且受温度影响Monica Waldeb.ck等采用加压流体萃取技术提取橄榄角鲨烯α-育酚两种实验结表明：溶剂乙醇、提取温度190℃、提取间10min提取效YI QI ANG GE等采用超临界CO2提取技术麦胚芽提取维素E主要研究提取前处理提取工艺条件产率影响实验研究表明：粒30网、压力4000～5000psi、提取温度40～50℃、CO2流体流速2.0mL/min提取率高
微波辅助提取
微波辅助提取技术（microwave.assistedextractionMAE）利用微波能提高提取效率种新技术微波辅助提取利用微波加热特性物料目标进行选择性提取通调节微波参数效加热目标利于目标提取与离微波辅助提取提取植物原理植物品微波场吸收量能量周围溶剂则吸收较少细胞内部产热应力植物细胞内部产热应力破裂使细胞内部物质直接与相冷提取溶剂接触进加速目标产物由细胞内部转移提取溶剂强化提取程微波辅助提取技术原理与浸泡滤使用热能提取植物提取物速度却要比传统快减少提取间同避免价值植物提取物破坏降解
目前微波辅助提取其快速提取速度较提取物质量植物性提取力工具微波辅助提取选择性内加热且要求处理物料具良吸水性换言待离产物所处位置容易吸水否则细胞难吸收足够微波自身击破产物难迅速释放于液体提取体系要求溶剂物质具极性非极性溶剂微波作用敏Ti ng Zhou等采用微波辅助提取提取药用植物提取黄酮类香豆素类化合物通交实验研究品、料液比、提取温度间提取率影响实验研究表明：佳提取工艺条件提取率98.7%黎海彬等用微波辅助提取提取干罗汉罗汉皂苷结显示微波辅助提取提取率70.5%比规水提取高45%间缩短50%
微波超声波协同提取
微波种非电离电磁辐射辐射物质极性微波电磁场快速转向及定向排列产撕裂相互摩擦引起发热保证能量快速传递充利用具高效节能工业污染等优点微波穿透深度限（与其波同数量级）且强化提取程传质功能并显着超声波种高频机械波具湍效应微扰效应界面效应聚能效应等超声波所产热效应显着且局限空化泡周围极范围两者结合起协同作用利于破壁组释放等即通微波－超声波协同强化提取技术获取种高效价廉污染物性物质提取HeJT等采用微波－超声场协同药提取水溶性物性均取较效罗锋等采用微波超声波协同提取甘草提取黄酮马利华等研究传统蒸馏与微波超声波协同提取牛蒡类胡萝卜素提取率影响并通交实验确定佳提取条件白红进等别水乙醇蒸馏水及水乙醇－蒸馏水(体积比1∶1)等溶剂采用微波超声波协同提取芦荟并采用食用油氧化稳定性测定仪别测定提取物菜籽油猪油棉籽油及葵花油抗氧化作用
酶提取
植物细胞壁由纤维素构其植物效往往包裹细胞壁内酶提取利用纤维素酶胶酶蛋白酶等（主要纤维素酶）破坏植物细胞壁促使植物效限度溶解离种酶提取提取工艺酶选择、酶浓度、pH值、酶解温度、酶解间都影响植物提取物提取率
E. BARZANA等采用酶提取万寿菊提取类胡萝卜素主要研究料液比、酶浓度、酶解间温度等提取率影响研究结表明佳提取工艺：料液比1∶4、酶浓度0.3%、提取间1.5h、温度25℃张清等采用酶提取提取银杏性—黄酮并通交实验找酶浓度、pH值、酶解温度间等影响提取率佳工艺条件

‘叁’ 土壤微生物分离与纯化实验原理和方法

一、实验目的
了解血球计数板的构造、计数原理和计数方法，掌握显微镜下直接计数的技能。
二、实验原理
测定微生物细胞数量的方法很多，通常采用的有显微直接计数法和平板计数法。
显微计数法适用于各种含单细胞菌体的纯培养悬浮液，如有杂菌或杂质，常不易分辨。菌体较大的酵母菌或霉菌孢子可采用血球计数板，一般细菌则采用彼得罗夫· 霍泽（Petrof Hausser）细菌计数板。两种计数板的原理和部件相同，只是细菌计数板较薄，可以使用油镜观察。而血球计数板较厚，不能使用油镜，计数板下部的细菌不易看清。
血球计数板是一块特制的厚型载玻片，载玻片上有4条槽而构成3个平台。中间的平台较宽，其中间又被一短横槽分隔成两半，每个半边上面各有一个计数区（图 21-1），计数区的刻度有两种：一种是计数区分为16个大方格（大方格用三线隔开），而每个大方格又分成25个小方格；另一种是一个计数区分成25个大方格（大方格之间用双线分开），而每个大方格又分成16个小方格。但是不管计数区是哪一种构造，它们都有一个共同特点，即计数区都由400个小方格组成。
计数区边长为1mm，则计数区的面积为l mm2，每个小方格的面积为1/400mm2。盖上盖玻片后，计数区的高度为0.1mm，所以每个计数区的体积为0.1mm3，每个小方格的体积为1 /4000mm3。

‘肆’ 研究土壤微生物的同学进来下（最好是研究生），帮帮小弟

做土壤微生物简单的一B,买本沈同的微生物学看就可以了，高教版的，还有本周德庆的微生物学教程也可以看看。。。
不需要什么仪器的，玻璃器皿像培养皿烧杯量筒什么的。。。关键要把操作练好，无菌操作最重要。。。还有就是培养基比较重要，不同微生物所需的营养环境不同，特别是土壤中微生物种类很复杂，需要把握好。。。
论坛神马的去看看生物秀论坛。。。

‘伍’ 土壤微生物数量的测定方法

称取10g土壤2份，一份置于烘箱中烘至恒重，称重。另一份置于装有90ml无菌水和若干玻璃珠的250ml三角瓶中，充分振荡20分钟，静置1分钟，无菌操作取1ml，做10倍梯度稀释，取连续3个稀释度的溶液，涂平板或倾注平板（计数放线菌和真菌要用选择培养基），每个稀释度2~3个重复，培养后数菌落数，然后乘上稀释倍数，就可得到1g湿土壤中该微生物的数量，1g干土壤中该微生物的数量再将前面结果除以干土百分比。

‘陆’ 专业翻译

In this paper, learn from the development of soil microbial start in a simple summation of the soil microbial research methods, gave a detailed exposition of the diversity of soil microorganisms, and the role of soil microorganisms as the starting point and note the importance of the soil microbial research.

‘柒’ 土壤微生物学的前景

一、微生物学在解决人类面临的五大危机中的作用
人所共知，当前人类正面临着多种危机，诸如粮食危机、能源匮乏、资源紧缺、生态恶化和人口爆炸等。人类进入21世纪后，将遇到从利用有限的矿物资源时代过渡到利用无限的生物资源时代而产生的一系列新问题。由于微生物细胞不仅是一个比面值（specificsurface）大、生化转化能力强、能进行快速自我复制的生命系统，而且它们还具有物种、遗传、代谢和生态类型的多样性，使得它们能够在解决人类面临的各种危机中发挥其不可替代的独特作用。现分述如下。
（一）微生物与粮食
粮食生产是全人类生存中至关重要的大事。微生物在提高土壤肥力、改进作物特性（如构建固氮植物）、促进粮食增产、防治粮食作物的病虫害、防止粮食霉腐变质以及把多余粮食转化为糖、单细胞蛋白、各种饮料和调味品等方面，都可大显身手。
（二）微生物与能源
当前，化石能源日益枯竭问题正在严重地困扰着世界各国。微生物在能源生产上有其独特的优点：①把自然界蕴藏量极其丰富的纤维素转化成乙醇。据估计，我国年产植物秸秆多达5～6亿吨，如将其中的10%进行水解和发酵，就可生产燃料酒精700～800万吨，余下的糟粕仍可作饲料和肥料，以保证土壤中钾、磷元素的正常供应。已发现有高温厌氧菌例如Closiridiumthermocellum（热纤梭菌）等能直接分解纤维素产生乙醇。②利用产甲烷菌把自然界蕴藏量最丰富的可再生资源——“生物量”（biomass）转化成甲烷。这是一项利国、利民、利生态、利子孙的具有重大战略意义的措施。③利用光合细菌、蓝细菌或厌氧梭菌类等微生物生产“清洁能源”——氢气。④通过微生物发酵产气或其代谢产物来提高石油采收率。⑤研究微生物电池并使之实用化。
（三）微生物与资源
微生物能将地球上永无枯竭之虞的纤维素等可再生资源转化成各种化工、轻工和制药等工业原料。这些产品除了传统的乙醇、丙酮、丁醇、乙酸、甘油、异丙醇、甲乙酮、柠檬酸、乳酸、苹果酸、反丁烯二酸和甲叉丁二酸等外，还可生产水杨酸、乌头酸、丙烯酸、己二酸、丙烯酰胺、癸二酸、长链脂肪酸、长链二元醇、2，3-丁二醇、γ-亚麻酸油和聚羟基丁酸酯（PHB），等等。由于发酵工程具有代谢产物种类多、原料来源广、能源消耗低、经济效益高和环境污染少等优点，故必将逐步取代需高温、高压、能耗大和“三废”严重的化学工业。
微生物在金属矿藏资源的开发和利用上也有独特的作用。第九章中已述及的细菌沥滤技术，就可把长期以来废弃的低品位矿石、尾矿、矿渣中所含的铜、镍、铀等十余种金属不断溶解和提取出来，变成新的重要资源。
（四）微生物与环境保护
在环境保护方面可利用微生物的地方甚多：①利用微生物肥料、微生物杀虫剂或农用抗生素来取代会造成环境恶化的各种化学肥料或化学农药；②利用微生物生产的PHB制造易降解的医用塑料制品以减少环境污染；③利用微生物来净化生活污水和有毒工业污水；④利用微生物技术来监察环境的污染度，例如用艾姆氏法检测环境中的“三致”物质，利用EMB培养基来检查饮水中的肠道病原菌等。
（五）微生物与人类健康
微生物与人类健康有着密切的关系。首先是因为各种传染病构成了人类的主要疾病，而防治这类疾病的主要手段又是各种微生物产生的药物，尤其是抗生素。自从遗传工程开创以来，进一步扩大了微生物代谢产物的范围和品种，使昔日只由动物才能产生的胰岛素、干扰素和白细胞介素等高效药物纷纷转向由“工程菌”来生产。与人类生殖、避孕等密切相关的甾体激素类药物也早已从化工生产方式转向微生物生物转化（biotransformation或bioconver-sion）的生产方式。此外，一大批与人类健康、长寿有关的生物制品，例如疫苗、菌苗和类毒素等均是微生物的产品。无怪乎有人估计，自从发明种痘以来，人类平均寿命提高了10岁，而自从发现抗生素以来，平均寿命又提高了10岁以上。当然，要制止人口的过度增长就不光是微生物学范围内的事了。
二、现代微生物学的特点及其发展趋势
当前，由于分子生物学研究的逐步深入，各种新方法、新技术在微生物学研究中的广泛应用，各学科间的积极渗透和交叉，以及生产实践中大量有关问题的提出，为微生物学的发展提供了巨大的推动力。总的看来，现代微生物学的特点和发展趋势有以下六个方面。
（一）研究工作向着纵深方向和分子水平发展
由于分子生物学的飞速发展，使整个生命科学都推进到分子水平上来了。微生物学也不例外。当前，在微生物领域中的几乎所有问题都深入到分子水平上进行了深入的研究，诸如细胞构造和功能，微生物对营养物质的吸收机制，生长、繁殖和分化，代谢类型、途径和调控，遗传、变异和进化，传染和免疫，以及分类和鉴定，等等。
（二）在基础理论深入研究的基础上，一批新的学科（或潜学科）正在形成
例如真菌毒素（学），细菌质粒（学），微生物分子育种（学），重组微生物生理学，原生质体融合遗传学，极端环境微生物学，菌种保藏（学），混菌发酵生理学，甲烷菌生物学，厌氧菌生物学，古细菌（学），亚病毒（学），微生物酶学，固氮生物化学，固氮遗传学，微生物分子遗传学，微生物生态遗传学，微生物生物转化（学），等等。
（三）微生物学与其他学科的渗透、交叉和融合，形成了新的边缘学科
在学科的发展中，各学科间的相互渗透、交叉和融合，往往起着生长点和带头的作用，其结果不仅产生了一系列新概念、新理论和新技术，而且会形成一系列具有旺盛生命力的新的边缘学科。这或许就是学科间的“互补”、“共生”或“杂种优势”效应的一种体现。这类例子很多，例如分析微生物学、化学分类学、微生物数值分类学和微生物地球化学，等等。
（四）新技术、新方法在微生物学中的广泛应用
在现代的数、理、化和多门工程技术学科的推动下，为微生物学的发展创造了空前的有利条件，它主要体现在新方法、新技术、新仪器、新装备和新试剂的提供上。例如同位素标记技术，电子显微镜技术，X射线衍射技术，电子计算机技术，超离心技术，电泳技术，层析技术，离子交换技术，质谱技术，分光光度计技术，细胞破碎技术，免疫学技术，氨基酸自动分析技术，核酸自动合成技术，蛋白质或核酸的顺序测定技术，低温技术，新型微生物培养技术，微生物计数技术，微生物快速鉴定技术，固定化生物催化剂技术，微量物质的分离、纯化和测定技术，等等。这些技术的广泛应用，大大促进了对微生物细胞的结构与功能的研究，把原来以静态、描述、定性为主的研究逐步提高到以动态、定量、定序和定位的新的研究水平上。
（五）向着复合生态系统和宏观范围拓宽
在生物圈中，微生物的生存范围是最广、最立体化的。当人们对身边的常见微生物作了一定的研究后，其兴趣便逐步转向更广、更不易触及的空间和各种复合生态系统，接踵而来的就是又一批新学科的诞生和发展。例如极端环境微生物学，资源微生物学，热带真菌学，地下生态学，土壤微生物生态学，陆地微生物生态学，海洋微生物生态学，大气微生物生态学以及宇航微生物生态学，等等。
（六）一大批应用性高技术微生物学分科正在孕育和形成
微生物学是一门高度扎根于生产实践的学科。当代应用微生物学所包括的分支学科越来越多，它们具有交叉性强、自觉度高和覆盖面广等特点：①交叉性强。例如发酵工程学、细菌冶金（学）、水处理微生物学、真菌遗传工程学、微生物生态工程学、农业微生物学以及生物工业等。②自觉度高。当前，在分子生物学理论和实践的带动下，很多应用性的生物学科都在朝着目的性强、自觉度高、可控性强和工效高的方向发展。一批标以“工程”名称的学科就是其中的代表，例如基因工程、细胞工程、生化工程、酶工程、蛋白质工程和最新的代谢途径工程（pathwayengineering）等。③覆盖面广。从大的方面来看，微生物的应用范围主要联系着工业、农业、医药、环保和国防等领域；从细的方面来看，每个大领域又可分出若干个分支领域，例如细菌冶金（学），污水处理微生物学，沼气发酵微生物学，应用土壤微生物学，微生物生物防治（学），农用抗生素学，食用蕈菌学，药用真菌学，药用微生物学，以及人畜共患微生物学，等等。
三、微生物在“生物学世纪”中的作用
当前，不少有远见卓识的科学家都同意“21世纪将是生物学世纪”的见解，其主要原因有四方面：①由物质运动发展的规律所决定。物质运动一般由机械运动→物理运动→化学运动→生命运动方向发展，复杂的运动规律必须建立在简单运动规律基础上。人类对机械运动、物理运动和化学运动的客观规律已经有了深刻的认识，因此，为人类进一步认识生命运动规律提供了良好的基础和提出了迫切的任务。②由生物界的多样性及对其认识的长期性所决定。生物界的多样性正是它有别于非生物界的主要特点之一，人类对生物界多样性的认识还处在低级阶段，而生物界的多样性恰恰是人类赖以生存的主要物质基础。③由当代人类面临的五大危机及其解决的迫切性所决定。④由其他学科对生命科学的促进和生命科学对其“反馈”或“回敬”的规律所决定。
在“生物学世纪”中，微生物学将起着特别重要的作用。在自然科学中，如果说生命科学还是一个“朝阳科学”的话，则微生物学只能认为是一门“晨曦科学”；如果说微生物学是一个“富矿”的话，则它还是一个“刚剥去一层表土的富矿”。这是因为在微生物中存在着高度的物种、遗传、代谢和生态类型的多样性。微生物的多样性构成了微生物资源的丰富性，而微生物资源的丰富性则决定了对它的研究、开发和利用的长期性。
人类对丰富的微生物资源的开发工作，还只能说刚开了一个头。不管如何估计，微生物界（包括病毒在内）的物种总数应大大超过动、植物界物种总数之和（约知道有150万种），可是前者至多还只有后者的1/10。而据科学估计，在自然界真正存在的动、植物物种数至少还要比现今知道的数字大好几倍。
从以下几个事实就可充分证明微生物资源将是多么丰富：①微生物的新种数每年正在急剧地增长着，仅形态较大的真菌每年即有1500种新种记载；②在土壤中约有90%的微生物还无法在实验室中加以培养，其中有不少被称作“活的不可培养状态的细菌”（viablebutuncultur-ablestatebacteria）；③由于几乎在所有动、植物和微生物中都找到了相应的病毒，因此可以想象，在微生物中，仅病毒的种数即有可能接近甚至超过其他动、植物和微生物种数之总和，更何况有的一种宿主可同时有多种病毒寄生呢（例如仅人类病毒就发现300多种！）；④人类真正研究微生物的历史还只有130年左右，可以想象，今后的微生物资源该可发现和利用多少！
在曾描述的微生物中，被人类利用的种数大约还未超过1%。例如，在约1万种大型蕈菌中，有30多属即2000种左右是可食用的，但至今只有80种在实验室作过栽培试验，约有20种作了商业性栽培，而市场上常见的仅5、6种而已。
至于对微生物特种代谢类型，例如极端环境下微生物的开发，还停留在起跑线上呢！
四、大力开展我国微生物学研究
由于历史等的原因，目前我国微生物学离国际先进水平还有很大的差距。作为中华民族的子孙，有义务为使我国科技水平赶超国际水平而努力，微生物学工作者自然责无旁贷。
要发展我国的微生物学，必须从我国具体国情出发，在有限的条件下，集中主要人力物力，攻占一些具有我国特色，又有一定基础，在学术上和经济、社会效益上较明显的少数项目作为突破口。做到突破一点，带动一片，再逐步扩大战果。因此现阶段的研究重点应放在应用性理论的研究上。
（一）资源调查与分类鉴定
我国土地广袤，地形复杂，地跨寒、温、热三带，生态环境多样，是一个难得的微生物资源大国。可是，资源调查与分类鉴定队伍薄弱，技术较落后，发表的成果较少。据统计，我国研究过的细菌和真菌数均仅占全世界已知数的5～10%。在这一领域内，我们要努力调查有我国特色的、有应用前景的菌种资源，并借此来带动形态、分类和鉴定（尤其是新的鉴定手段）工作的开展。
例如，固氮微生物资源的调查，根瘤菌的分类、鉴定；新型拮抗性放线菌的筛选与化学分类学的研究；菌根资源的调查；食用与药用真菌资源的调查和真菌分类系统的研究；虫生微生物和昆虫杆状病毒资源的调查；主要作物病毒病原的分离、检测及其病害防治的研究；单细胞蛋白（SCP）资源的开发；极端微生物（尤其是嗜盐、嗜碱和嗜热菌）资源的调查和菌种分类鉴定的研究；等等。
（二）生理代谢与发酵工程
生理代谢研究的成果可促进发酵工程、农业和医学微生物等多个应用领域的发展。在这方面应开展的研究项目甚多，例如重组微生物生理学，固定化微生物生理学，混菌培养微生物生理学，极端微生物生理学，光合细菌生理学，厌氧菌生理学；固氮生物化学，次生代谢产物（例如抗生素）合成途径与代谢调控；多级连续培养动力学；胞外酶分泌机制，酶抑制剂与激活剂；高密度菌体的生长规律；非粮食发酵原料的研究；发酵生产中提高产物浓度、转化率和生产率（g/L·h）等参数的研究；液体发酵中氧载体的研究；纤维素、木质素和半纤维素的微生物分解机制，微生物产氢机制；生物传感器（biosensor）的研究，电子计算机在线控制发酵的研究；中草药有效成分对病毒的抑制；工业产品的霉腐机制；厌氧菌代谢产物的调查和利用；等等。
（三）遗传变异与菌种选育
微生物种质资源的研究及其改良是微生物学中一项长期的不可缺少的工作。自从遗传工程问世以来，使微生物遗传育种工作登上了一个新的台阶。在遗传变异与菌种选育领域中，值得进一步研究的问题如下：
微生物分子育种原理与技术，原生质体育种的原理与技术；重组菌的遗传稳定性；放线菌遗传学；与发酵工程有关的各种新型受体-载体系统的建立（如芽孢杆菌，棒杆菌，酵母菌，放线菌，丝状真菌，若干极端微生物）；根瘤菌遗传学，固氮基因导入非豆科植物；分解纤维素、木质素、半纤维素工程菌的组建；致病菌耐药性的遗传学原理；以及传统菌种筛选技术的突破，等等。
（四）生态学理论与环保实践
在微生物生态学的研究领域内，深入的工作还较罕见，有大量的工作等待着人们去研究。例如土壤中微生物新类群的调查，土壤微生物的群体结构与功能；共生和致病微生物与宿主相互识别的分子基础；用微生物防治病虫害的理论基础；我国传统酿造中的微生物生态问题；微生态学的研究；霉腐微生物的种类、霉腐机制和防治方法；重要致病菌在自然界的生存状态；瘤胃、盲肠（马等）、蟑螂肠道的微生物区系及其分解纤维素的机制；厌氧降解生态学，顽固性有机物降解菌，“三废”的综合利用；海洋微生物生态学；以及产毒真菌与真菌毒素；等等。
（五）传染和免疫的机制及实践
在这方面的研究内容主要有：病原菌致病的分子机制；病原性厌氧菌的分离、鉴定及致病性；反生物战；新病原菌的分离、鉴定；新疫苗，新型生物制品，基因工程与菌苗、疫苗生产，多价基因工程疫苗；单克隆抗体的研究；等等。
（六）其他
微生物学方法的研究；现代化菌种保藏技术；微生物数据库的建立；实验室试剂的标准化；商品化的菌种简便、快速鉴定盒；等等。
* * *
综上所述，我们可以知道，微生物是生物界中一支数量无比庞大的队伍。它们所起作用的大小，对人们有利或有害，主要还是取决于人们对其活动规律的认识和掌握的程度。无数事实生动地证明，自从人类认识微生物并逐步掌握其活动规律后，就可能做到使原来无利的微生物变为有利，小利者变大利，有害者变小害、无害甚至有利，从而大大地推动人类的进步。这就是我们学习微生物学的根本目的。

‘捌’ 土壤微生物分离的实验原理

首先要制备土壤溶液，将土壤溶于水中，然后配置基本培养基，将土壤溶液可以采取涂平板的方式，涂在基础培养基上，培养出土壤溶液中的全部细菌，选择所需的菌种，然后再配制选择培养基，根据你要筛选的细菌的营养类型，选择培养基，比如，抗性、营养缺陷型等，选出单菌落，进行多次划线培养，最终可筛选出你想得到的细菌。

‘玖’ 微生物分离方法

微生物分离法是获得微生物纯培养物的一种分离方法。通过这个方法可实现一种微生物的培养，或获得一个细胞的后代。其具体方法有：

1、稀释倒平皿法。将待分离的材料作一系列稀释，取不同稀释度适量涂布于固体培养基平板上或与已熔化的固体培养基一起倾注入平板内，经过培养即有一个微生物细胞繁殖来的单个菌落。

2、划线法。先将已熔化的固体培养基制成平板，待凝后，取分离材料在上面划线，可作平行划线、扇形划线或其他形状的连续划线，使菌样逐渐减少，最后得到单个孤立的菌落。

(9)土壤微生物研究原理与方法扩展阅读：

微生物分离技术的应用措施：

1、减少毒性氧物质的毒害作用：由于常规培养方法使用的高浓度营养基质不利于微生物生长，适当降低营养基质的浓度可以减弱这种不利影响。发现低浓度基质的培养基培养出的细菌在数量和种类上均多于高浓度基质的培养基，但营养浓度过低时会使培养出的微生物数量反而下降。

2、维持微生物间的相互作用：在培养基中加入微生物相互作用的信号分子就可简单模拟微生物间的相互作用，满足微生物生长繁殖的要求。

3、供应新型的电子供体和受体：不同微生物的代谢过程不同，因此对反应的底物要求也不尽相同。供应微生物需要的特有底物有助于新陈代谢反应的进行及微生物的正常生长。大量的研究表明，将新颖的电子供体和受体应用到微生物培养中，能够发现未知的生理型微生物。

4、分散微生物细胞：自然界中很多微生物聚集生长，形成“絮体”和“颗粒”等，致使其内部的微生物不易被培养。对“絮体”和“颗粒”进行适度的超声处理，将细胞分散再进行培养，可以使更多的微生物接触培养基而得到培养。

5、延长培养时间：对“寡营养菌”的培养，可适当延长培养时间，使其能长至肉眼可见的尺度。当然培养时间不能无限增长，因为培养时间越长，对培养环境的无菌要求就越高[4]。

6、利用琼脂替代物：琼脂对某些微生物具有毒性作用，采用无害且凝结作用较好的替代物质作为培养基固化剂，可以增加微生物的可培养性。