第一节 技术创新促进微生物学的进步与发展

微生物学的发展历史及其在健康和环境等领域取得的令人瞩目的成就，都与大量技术创新密不可分。在微生物学的先驱荷兰人列文虎克1676年利用精细制作的显微镜首次观察到细菌之前，微生物学处于长时间的经验摸索阶段。列文虎克发现了细菌，使微生物学进入微生物形态描述阶段。19世纪中期，巴斯德和柯赫建立了微生物培养技术，在研究微生物及其性质方面发挥了主要作用，其中包括建立微生物与疾病之间的联系；佩特里发明了培养皿，结合琼脂的使用，使纯培养分离成为可能；维诺格拉斯基和贝杰林克发展了富集培养技术，直接促进了自养微生物研究的发展。这些技术创新，标志着微生物学的奠基，使微生物学进入生理生化研究阶段。1953年，沃森和克里克等由X射线衍射结构分析提出了DNA的双螺旋结构模型，至1995年完成首个自由生活嗜血流感杆菌（Haemophilus influenzae）的全基因组测序，是微生物遗传及分子微生物学研究阶段。在该阶段，出现了许多促进生命科学发展的创新技术，如20世纪70年代吉尔伯特和桑格分别提出了化学降解法和酶合成法DNA测序技术，伯格和科恩等的工作标志着基因工程技术诞生，1982年穆利斯提出聚合酶链式反应（PCR）技术，1989年提出微阵列雏形等。大量生物包括微生物全基因组序列的测定，特别是2001年完成人类基因组全序列测定，促进了基因组学进入功能基因组学研究阶段。2005年以后诞生的高通量测序技术，极大地降低了测序成本，提高了测序速度，直接促进了基因组学、代谢组学、转录组学、蛋白质组学、宏基因组学等相关组学技术与学科的发展及应用，使微生物学进入一个全新的“组学”发展阶段（图1-1）。

图1-1 技术创新推动了微生物学的发展