用于小分子生產的人工合成微生物菌群研究進展

婁行行，蘆紅云，魏天予，陳志元，李昌瑜，馬 闖，陳啟和

(1.浙江大學 食品科學與營養系，浙江 杭州 310058；2. 勁牌持正堂藥業有限公司，湖北 黃石 435000)

微生物遍布于地球，并且直接或間接地影響人類健康。自然微生物群落包括厭氧食物鏈、光養菌群、嗜酸菌群、根際和葉際菌群以及腸道或口腔的微生物區系[1]。這些自然微生物群落可能包含來自廣泛的種系分類群的物種[2]，它們的組成是由外部因素決定的，比如生長底物的可用性和代謝物的交換，這些分子信號通過生態網絡的一個亞群被檢測或被交換，而這個亞群根據這些分子信號在生態網絡中的具體作用而做出相應的反應[3]。因此，營養物質的可利用性和信號轉導協調了亞種群，并推動生態網絡內的合作分工[4]。

微生物菌群可以控制復雜生物材料的降解，相比于單一微生物，微生物菌群對環境變化和其他微生物入侵表現出更高耐受性[4]。在非結構化或結構化環境中[5]，微生物菌群中各微生物的分工可以減少單一微生物的生物合成負荷和代謝壓力[6]。如，多聚幾丁質在水棲環境中降解涉及將自然種群劃分為亞種群，從而形成一個線性的食物網[7]。只考慮營養素相互作用，Grosskopf等[8]描述二元組合的主要分類(圖1)，闡明了生物與生物之間的相互關系以及代謝作用，該二元模型能較好地從生態學層面和代謝應用水平上闡明微生物與微生物之間的互作，可以為生物的共培養提供理論基礎與技術依據。……