土壤微(wēi)生物檢(jiǎn)測針(zhēn)對(duì)土壤微生物(wù)，以(yǐ)往的研(yán)究(jiū)大多聚焦(jiāo)於(yú)土壤微(wēi)生物組(zǔ)成和多樣(yàng)性(xìng)的(dí)空(kōng)間(jiān)分(fēn)異，而(ér)對(duì)土(tǔ)壤(rǎng)微生物(wù)組(zǔ)成和多樣性(xìng)在(zài)時(shí)間(jiān)尺(chǐ)度上的動態(tài)變化(huà)研(yán)究較少。人們(mén)觀(guān)測到很多微生物介導的(dí)生物地(dì)球(qiú)化學過程(chéng)均顯示出(chū)季(jì)節性的(dí)動態(tài)變(biàn)化，如溫室氣體(tǐ)排放(fàng)通量。然而，這(zhè)些過(guò)程與微生物群落(là)組(zǔ)成(chéng)和(hé)多樣性(xìng)動態變化(huà)的(dí)關係尚不清楚。在為(wéi)數不(bù)多的一(yī)些有關土(tǔ)壤(rǎng)微(wēi)生物群(qún)落動態(tài)變(biàn)化研究中(zhōng)，人(rén)們利用(yòng)時間序列分析(xī)和高(gāo)通(tōng)量測(cè)序技術(shù)發現，一(yī)些(xiē)生態(tài)係(xì)統中(zhōng)土(tǔ)壤(rǎng)微(wēi)生物(wù)群落組(zǔ)成和(hé)多(duō)樣性(xìng)也表(biǎo)現(xiàn)出(chū)明(míng)顯的(dí)動(dòng)態變(biàn)化，動態變(biàn)化(huà)的模式(shì)因(yīn)不(bù)同生態(tài)係統(tǒng)而有(yǒu)差異(yì)。揭(jiē)示(shì)這(zhè)種動態變(biàn)化(huà)的(dí)規(guī)律(lǜ)及其(qí)驅動(dòng)機製，可以(yǐ)使我(wǒ)們(mén)深(shēn)入(rù)認識(shí)微生物群(qún)落(là)的(dí)演(yǎn)替規(guī)律及(jí)其對(duì)生(shēng)態(tài)係統功能的影響，以(yǐ)揭示群落穩定性(xìng)與生(shēng)物多樣性的(dí)關係(xì)，預(yù)測微(wēi)生物(wù)群(qún)落對氣候變化，土(tǔ)地利用等(děng)擾動的響應。為了闡(chǎn)明這(zhè)些科(kē)學(xué)問(wèn)題，需要在不(bù)同生態係(xì)統(tǒng)中對土壤微生物類群(qún)和(hé)基(jī)因(yīn)組(zǔ)進行(háng)長期(qī)，定點(diǎn)，動態的監測;同(tóng)時結合(hé)其他(tā)生(shēng)態過(guò)程監(jiān)測(cè)，如生物地球(qiú)化學(xué)過程，植被(bèi)演替(tì)等，以(yǐ)便(biàn)獲得係統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數據(jù)。
zui近十餘年(nián)來(lái)，上開(kāi)展(zhǎn)了一些微生物組(zǔ)計劃，這(zhè)些計劃主(zhǔ)要(yào)研究人(rén)體腸道(dào)微生(shēng)物，如(rú)美國人體(tǐ)微生(shēng)物(wù)組(zǔ)計(jì)劃(huá)，加拿(ná)大微(wēi)生(shēng)物組(zǔ)研(yán)究項目(mù)，以及(jí)歐盟(méng)和中(zhōng)國的MetaHIT項目等(děng)，尚缺乏專門針對土(tǔ)壤(rǎng)微(wēi)生物(wù)組的(dí)研(yán)究計劃(huá)。當(dāng)前進行(háng)的微(wēi)生物(wù)組(zǔ)計劃沒有能夠很好(hǎo)地合(hé)作，研究方法也不(bù)統(tǒng)一，雖然各研(yán)究(jiū)計劃都產生了(liǎo)大(dà)量(liáng)數據，但很(hěn)難對(duì)這些(xiē)數(shù)據(jù)進(jìn)行(háng)整合(hé)。如(rú)利(lì)用16SrRNA基(jī)因鑒定微(wēi)生物群落組成時(shí)，由於(yú)擴(kuò)增(zēng)16SrRNA基(jī)因(yīn)的引物(wù)不同(tóng)，zui終獲得的數(shù)據(jù)差異很(hěn)大(dà)。另外(wài)，由(yóu)於(yú)生物信息處理(lǐ)序(xù)列(liè)數(shù)據(jù)時選擇的方(fāng)法(fǎ)不(bù)同，估算(suàn)微生物(wù)物(wù)種(zhǒng)數量(liáng)時可(kě)以(yǐ)差2–3個數量級。因(yīn)此(cǐ)，對微生(shēng)物(wù)多樣性監測工作(zuò)而言(yán)，標準化(huà)的(dí)研(yán)究流(liú)程和研究(jiū)方法(fǎ)對(duì)於(yú)數(shù)據的(dí)可(kě)比性(xìng)非(fēi)常重要。然而，每種研究(jiū)方(fāng)法均有其(qí)局(jú)限性，過(guò)分(fēn)追求標準化也(yě)不(bù)利於創新(xīn)。如用常(cháng)用的16SrRNA引(yǐn)物515F/806R調(tiáo)查(chá)土壤微生物組(zǔ)成時，可能會(huì)漏(lòu)掉一些(xiē)*的菌群(qún)。在第(dì)三(sān)代(dài)單(dān)分(fēn)子測序技術的(dí)應用中，在對測序數據(jù)進行處(chǔ)理(lǐ)時，進(jìn)行(háng)OTUs（可操(cāo)作分類(lèi)單元(yuán)）分類是關(guān)鍵的(dí)一步(bù)，目(mù)前雖(suī)然(rán)有(yǒu)很(hěn)多(duō)計算方(fāng)法(fǎ)，但沒有一種方(fāng)法(fǎ)適用於所有(yǒu)的情況，所以(yǐ)要(yào)根據(jù)研(yán)究(jiū)問題，數據(jù)情(qíng)況和(hé)計(jì)算能力來選(xuǎn)擇。
對於土壤微(wēi)生物檢測多(duō)樣性監(jiān)測的係(xì)統研究(jiū)工作很少，可以(yǐ)借鑒的經驗和(hé)標(biāo)準方法(fǎ)不(bù)多(duō)。美國科學(xué)家發起的地(dì)球(qiú)微生物組(zǔ)計劃，目(mù)的是為(wéi)了(liǎo)在(zài)尺度上(shàng)收集各種生態係統中微生物群(qún)落組成和分布的數(shù)據，分(fēn)析(xī)微生(shēng)物(wù)群(qún)落的分布，多(duō)樣性(xìng)及(jí)形(xíng)成(chéng)機(jī)製。項目組織者(zhě)也(yě)建議了一(yī)些標(biāo)準(zhǔn)化的(dí)方(fāng)法(fǎ)，涉及實驗室技術(shù)和(hé)數(shù)據(jù)處理流(liú)程(chéng)等，如土(tǔ)壤基因(yīn)組DNA提取(qǔ)建(jiàn)議用MoBio公(gōng)司(sī)生(shēng)產(chǎn)的(dí)PowerSoilDNAisolationkit。該試劑(jì)盒采(cǎi)用的方(fāng)法能(néng)有(yǒu)效地去(qù)除土壤(rǎng)中的PCR抑(yì)製物，可(kě)重復性強(qiáng)，但價格較(jiào)高。PCR擴增(zēng)16SrRNA基因(yīn)建議(yì)用(yòng)515F/806R,利(lì)用(yòng)Illumina公司(sī)的(dí)Miseq或Hiseq平台(tái)測序(xù);18SrRNA基(jī)因的(dí)擴(kuò)增推(tuī)薦用Euk_1391f和EukBr，擴增(zēng)子(zǐ)序列的處理(lǐ)推薦(jiàn)用QIIME平(píng)台(tái)。該項(xiàng)目(mù)還對(duì)如何(hé)提供(gōng)與(yǔ)樣品對應(yīng)的宏數據也進行了一定(dìng)的規範。但(dàn)是，該項目沒有對(duì)野(yě)外(wài)取(qǔ)樣過(guò)程(chéng)和(hé)土壤(rǎng)微(wēi)生(shēng)物動態(tài)監測的方法提出建(jiàn)議。這種人(rén)為設定的標準方法(fǎ)和(hé)流(liú)程還存(cún)在(zài)一些(xiē)問題(tí)。筆者(zhě)認為(wéi)，在土壤(rǎng)微生物多(duō)樣性監測(cè)方(fāng)法的選(xuǎn)擇上(shàng)，要(yào)根據不同(tóng)的研究目(mù)的(dí)製(zhì)定(dìng)出多套研究(jiū)方(fāng)案，同時及時采(cǎi)用新的技(jì)術手段(duàn)，鼓勵探索(suǒ)新的方(fāng)法。
土(tǔ)壤微生物檢測(cè)多(duō)樣(yàng)性(xìng)監(jiān)測將產生(shēng)大(dà)量數(shù)據，加(jiā)上(shàng)已經發表的(dí)數據，數(shù)據(jù)的(dí)管理，查詢(xún)和(hé)挖掘亟需(xū)建立(lì)大(dà)數據平台，然而至今尚沒有係統(tǒng)的土壤(rǎng)微生物(wù)多樣性(xìng)的(dí)數據集和專業數(shù)據庫(kù)。如何實現微(wēi)生物(wù)多(duō)樣(yàng)性監測(cè)數據(jù)的(dí)共享(xiǎng)，涉及到很多具(jù)體(tǐ)問(wèn)題需(xū)要解(jiě)決，如數據(jù)整合和(hé)共(gòng)享方式(shì)，數據(jù)庫運行(háng)支撐(chēng)體(tǐ)係(xì)，知(zhī)識產權保(bǎo)護問(wèn)題等(děng)等。
另(lìng)一(yī)方(fāng)麵，為(wéi)了(liǎo)研究(jiū)一個物種(zhǒng)的(dí)生理，生(shēng)化特(tè)征及工(gōng)業應用，分離(lí)純化功能(néng)微生物(wù)是非(fēi)常(cháng)重(zhòng)要(yào)的(dí)。至今，環(huán)境中的大(dà)多(duō)數微生(shēng)物(wù)物(wù)種還(huán)不能在(zài)實(shí)驗室中被分離(lí)培養出來，這(zhè)是當前(qián)土(tǔ)壤(rǎng)微(wēi)生物多(duō)樣(yàng)性研究中存(cún)在的(dí)一個大問題(tí)，因(yīn)此，傳(chuán)統(tǒng)分離(lí)培(péi)養方(fāng)法的改進(jìn)也是土(tǔ)壤微生(shēng)物多樣(yàng)性(xìng)研究的(dí)重(zhòng)要課題。利用(yòng)監測獲得的數(shù)據可以得到(dào)物(wù)種的分類信(xìn)息(xī)，把(bǎ)要分離(lí)的物種與已(yǐ)分離菌種的生(shēng)長條件進(jìn)行(háng)比(bǐ)較，通(tōng)過查(chá)詢已(yǐ)知(zhī)培(péi)養基數據庫（如KOMODO），可以為(wéi)分離(lí)新菌種推(tuī)薦培養(yǎng)基和培(péi)養(yǎng)條(tiáo)件。而一(yī)株重要功能(néng)微(wēi)生物的獲(huò)得，可(kě)以(yǐ)對(duì)人(rén)類社(shè)會產生(shēng)巨大(dà)的(dí)影響(xiǎng)。
綜(zōng)上所述(shù)，建議在(zài)國家層麵上(shàng)頂層(céng)設(shè)計相關重大項目，圍繞土壤微(wēi)生(shēng)物(wù)多樣性監(jiān)測(cè)，微生物(wù)資源挖掘，分離培養新(xīn)技(jì)術(shù)和(hé)微(wēi)生物資(zī)源大數據(jù)共(gòng)享平(píng)台(tái)建設(shè)等方(fāng)麵重點開展(zhǎn)研究。