不可培养微生物
名词解释：
指在实验室当前标准的、人工提供的培养条件（如特定的培养基成分、温度、pH、氧气水平、光照等）下，无法生长、分裂形成可见菌落或持续存活的微生物。
关键要点解释：
1. “不可培养”≠“不存在”或“死亡”： 这些微生物在自然环境中（如土壤、水体、人体肠道、极端环境）是真实存在的、具有代谢活性的生命体。它们只是无法在人为设置的实验室环境中生长繁殖。
2. 普遍性： 在自然界中，不可培养的微生物占据了微生物多样性的绝大部分。据估计，在环境样本中，通过传统培养方法能培养出来的微生物种类通常不到总数的 1%，剩下的超过 99% 都属于不可培养或难培养微生物。这种现象被称为“伟大的平板计数异常”。
3. 原因复杂多样：
未知的营养需求： 需要非常特殊或目前未知的营养物质、生长因子、微量元素或共生伙伴（其他微生物或宿主细胞）。
苛刻的环境条件： 对氧气浓度（如严格厌氧）、温度、压力、pH、光照、盐度等有极端或非常精细的要求，难以在实验室完全模拟。
生长极其缓慢： 在人工培养条件下分裂一代需要数天、数周甚至数月，在培养过程中容易被快速生长的杂菌掩盖或自身难以形成可见菌落。
依赖共生或群落： 生存依赖于特定微生物群落中其他成员提供的代谢产物、信号分子或物理保护，单独分离则无法生长。
进入“活的但不可培养”状态： 在环境压力下进入一种休眠或低代谢状态，在常规培养条件下无法复苏。
需要特定的信号分子： 生长启动或维持需要环境中存在的特定化学信号（群体感应分子等），实验室培养基中缺乏。
基因组缺陷： 可能丢失了某些在人工培养基上生存所必需的基因，但它们在自然生态位中依靠其他生物补偿。
4. 研究方法： 由于无法培养，研究它们主要依赖免培养技术：
宏基因组学： 直接从环境样本中提取所有微生物的DNA，进行高通量测序和分析，鉴定物种组成和功能基因，无需分离培养。
宏转录组学/宏蛋白组学/宏代谢组学： 分析环境样本中微生物的RNA（基因表达）、蛋白质或代谢产物，了解其活性功能。
单细胞基因组学： 从环境样本中分离单个微生物细胞，进行全基因组扩增和测序。
荧光原位杂交： 使用特定探针标记环境样本中的目标微生物，在显微镜下观察其形态、数量和位置。
改进培养方法： 开发更接近自然条件的培养基（如稀释培养基、添加信号分子、共培养）、模拟原位环境的培养装置（如扩散室、芯片实验室）。
5. 重要性：
微生物多样性的主体： 代表了地球上绝大部分尚未被认知的微生物生命形式。
生态系统功能的关键： 在生物地球化学循环（碳、氮、硫等）、污染物降解、维持生态系统稳定等方面扮演着至关重要的、尚未被充分认识的角色。
潜在资源宝库： 蕴含大量未被发掘的基因、酶（如新型抗生素、工业用酶）、代谢途径和生物活性物质，具有巨大的生物技术潜力（如药物开发、生物修复）。
人类健康相关： 人体微生物组中存在大量不可培养微生物，它们可能与健康、疾病状态密切相关。
简单来说： “不可培养微生物”指的是那些在实验室常规“食谱”和“生活环境”下“拒绝长大”或“无法生存”的微生物。它们数量庞大，是地球微生物世界的主体和奥秘所在，需要借助高科技手段才能一窥其真容和研究其作用。
