什么是不可培养微生物？原因是什么
环境中存在的微生物估计达到105～106种，但在实验室培养基中可分离鉴定的种类数量较少。国际原核生物分类学委员会证实:自从平板培养技术应用以来，发现的原核种类只有7 031种。这种差别可能是由于许多微生物的不同生长状态比如休眠期不能根据培养基成分的变化及时调整自身生长，导致在平板中无法计数。放射自显影技术及直接活菌计数都表明平板中50%甚至90%的细菌细胞保持代谢活性，但却不能在固体培养基上形成菌落，从表观上认为这类微生物是不可培养的微生物。不可培养微生物是一个巨大的微生物资源库，其中蕴藏着丰富的新基因。对其进行深入研究可充分认识微生物物种的多样性，了解生物进化及微生物系统发育学信息。研究不可培养微生物的代谢多样性可发现新的代谢途径和新的代谢产物。不可培养微生物的研究开拓了微生物学研究的新领域，不仅在基础生物学研究中具有意义，同时发现新的物种、新的基因和新的代谢产物，将对发现新化合物特别是新药开发具有积极意义。
1、微生物不可培养的原因及限制因子
1.1部分微生物生长缓慢，尚没有敏感检测技术
自然环境中许多微生物都聚集生长，适合实验室培养条件下生长的微生物快速繁殖，大量摄取了培养基中有限的营养成分，从而使生长缓慢的微生物得不到充足的营养使生长受到抑制;某些微生物即使能够在低浓度营养条件下生长，但在特定的培养条件下不能长成肉眼可见的菌落;还有一类生存在寡营养环境下的微生物在平板培养基中不形成菌落，而是在表面扩散生长，仅形成几个细胞组成的小型集合;此外，衡量微生物生长状况的常规方法比如比浊法和计数法等都不能检测到这些微生物，表观上被认为“不可培养”。现在比较成熟的是用微毛细管或光学镊子进行的单细胞分离技术，这种方法可以从微生物群落中鉴定出目的细胞。这种技术需要严格的实验条件，同时由于对目的细胞的代谢认识不足，以致于无法掌握适宜它们生长的决定因子。另一方面，由于缺乏清晰直接的形态学特征也很难在一个复杂的微生物群体中鉴定出需要的目的细胞。分子生态学和宏基因组学显著增加了对遗传多样性的认识，但这些技术并不能完全检测编码微生物生命的整个遗传多样性的内容。
1.2培养基中的营养成分相对比较丰富
自然界中可以利用高浓度营养物质的微生物很少，大多数微生物处于“贫营养”生长状态。实验室中通常将需要贫营养的微生物置于丰富的营养环境中，微生物早期会快速生长，但同时产生大量的、微生物自身难以调节的过氧化物、超氧化物或羟基自由基等“毒性氧物质”，该类物质快速、过量的积累会破坏微生物细胞的内膜结构，由此产生一些应激机制如SOS来修复微生物，未及时修复的微生物将会死亡或表现为不可培养。
1.3忽视了环境中微生物之间的相互作用
自然环境中微生物之间的相互关系非常复杂。共生是至少有一个群体为另一个群体提供其必需的生长因子从而使微生物群体获利。当它们之间的距离靠近，本来不能生长的微生物得到另一类微生物提供的生长因子变得可以生长，而当微生物之间距离较远或不存在时则互不干扰或者干扰程度较低导致这些微生物不可培养。另一种关系是群体感应。它是微生物间通过感应一种信号分子来判断群体密度和环境的变化，启动相应的基因作出协调统一的应答，从而调节群体的生长。当微生物的群体密度较低时，自身诱导素合酶基因产生一个基础水平表达，引起自身诱导信号产生，这些信号在细胞外扩散并且立即在周围环境中被稀释。而群体密度不断上升，引起自身诱导素在细胞周围不断积累，激活特定的转录调节蛋白抑制它的活性，致使微生物其他表型的活化。微生物之间还存在其他类型的关系，在实验室培养条件下，单纯地将待培养的微生物与其他相关的微生物群体分开，物种之间的信息交流被阻断，微生物因缺乏必需的生长因子和信号分子而无法生长，表现为不可培养。
1.4缺乏足够的认识，在实验室条件下无法实现原位培养
微生物的生存环境和自然条件相当复杂，比如:微生物的多样性、自然环境中的化学因素、环境中生物与非生物因素之间的相互作用以及微生物水平上的全球生态系统的平衡等。因此，没有或无法完全模拟微生物的自然生存条件，而通常只是将培养条件进行改善，如将微生物置于恒温、恒定转速、黑暗的环境中;将微生物限制在固体培养基或不搅动的液体介质中;替换微生物的营养组分或者缺少某种化学因子等。对微生物培养条件的认识需要逐渐探索，如在培养Spirochaetes(螺旋体)的培养基中一直添加能够使固氮酶失活的微量钨元素，然而最近发现它也能够在钨缺少的培养基中通过固氮的方式生长。此外，自然界中大部分微生物以群体的形式生长来交换中间代谢产物和信号分子，因此在实验室中无法模拟原位生长的群体培养。
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