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未培养微生物多样性的统计性估测1

1引言2

2丰度数据4

2.1参数丰度模型5

2.2非参数丰度模型9

2.3基于覆盖度的估计10

2.4讨论11

3发生率数据13

3.1参数发生率模型17

3.2发生率非参数模型18

3.3基于覆盖度的发生率非参数模型19

3.4含有协变量的模型19

4评论20

附录：软件22

参考文献23

大规模平行测序表征微生物种群结构27

1微生物多样性和可栖息性28

2对微生物分类学和生态学的分子影响28

3大量平行DNA焦磷酸测序和微生物多样性31

4rRNA高可变区焦磷酸序列的生物信息学解释35

5微生物多样性和“稀有生物圈”的拓展性展望39

6大规模平行DNA测序和微生物种群结构的未来调查44

参考文献44

用微阵列技术检测和鉴定未培养微生物51

1引言52

2微芯片的类型54

2.1系统发育寡核普酸芯片（POAs）54

2.3群落基因组芯片59

2.4宏基因组芯片59

2.5全基因组开放阅读框芯片60

2.6同位素芯片61

2.7其他类型的芯片61

3微芯片的应用62

3.1微生物检测62

3.2微生物种群动力学和活性66

3.3微生物鉴定69

4芯片分析所面临的挑战及其局限性70

4.1依赖于已培养生物和/或已知序列的分析70

4.2芯片分析的灵敏度70

4.3特异性72

4.4芯片的定量性74

4.5数据分析和标准化75

5结束语76

参考文献76

天然实验室：来自未培养甲烷营养菌的经验94

1引言95

2厌氧嗜甲烷菌的发现97

3海底厌氧嗜甲烷菌的鉴定及定量101

4从原位观测到体外富集105

4.1寻找AOM热点105

4.2能量限制：甲烷及硫酸盐的供应及终产物的移除109

4.3最适温度与pH114

4.4避氧116

4.5其他生长需求118

4.6ANME与伴生菌富集的抑制或解偶联118

5展望：其他分离技术119

参考文献120

不可培养微生物的单细胞全基因组扩增133

1引言133

2细胞分离方法135

2.1微液滴捕获法136

2.2技术136

2.3荧光激活细胞分类技术（FACS）138

2.4微流控术140

3单个细胞的DNA分离和扩增141

4测序和基因组装配146

5从基因组学到生物学149

参考文献153

生长缓慢异养微生物的生理生态适应性及培养的结果160

1引言161

2资源和营养限制的生长163

2.1生物量水平的营养限制163

2.2生长速率的营养限制164

3对营养限制的生理适应166

4效率Vs.快速生长170

5生长缓慢作为增加可培养能力的一项策略174

6为什么有大平板计数异常（GPCA）？179

7总结181

参考文献182

可育但不可培养细菌191

1引言192

2霍乱弧菌和其他物种的可育但不可培养状态192

3VBNC细胞的计数方法197

4霍乱暴发模型198

参考文献200

微生物不可培养性的普适性模型207

1引言208

2不可培养微生物的原位培养209

2.1方法一：扩散室（DiffusionChamber）210

2.2方法二：分离芯片（Ichip）212

3不可培养微生物的体外生长及其驯化215

3.1获得不可培养物种的可培养变种215

3.2微生物的共生生长和共培养217

4不可培养机制：MSC33的个案研究219

5微生物的种群中的异质性221

6对大平板计数异常现象的解释224

6.1模型224

6.2模型对不可培养现象及更多现象的解释232

6.3探索者模型的含义237

7结论244

参考文献245

未培养微生物的宏基因组和新抗生素发现252

1次级代谢物与抗生素253

1.1次级代谢物介绍253

1.2新抗生素将来自于何处？255

1.3微生物多样性和宏基因组学256

2以土壤DNA用于药物发现的早期宏基因组实验259

2.1hsp70、gyrA、纤维素酶及其他259

2.2eDNA文库和异源表达259

2.3信号、抗性、Turbomycins和Terragines260

3从eDNA中克隆次级代谢生物合成途径的进展261

3.1次级代谢物途径集约模型261

3.2“制约”宏基因组263

3.3更好的载体265

3.4更好的宿主266

3.5文库的大小267

3.6最新筛选267

4结论269

参考文献271

耐受性菌株、生物被膜和可培养性问题286

1耐受性细胞的发现292

2生物被膜与耐受性菌株的复苏293

参考文献301

把概念推向极限：不可培养细菌与太空生物学311

1微生物培养312

2表型生长313

3生命指征317

4无生长发生时的生命检测318

5生命的动力学指征318

6地球以外样品中寻找生命319

7不可培养的外星生命319

8有关生命起源及生命的早期进化的建议：思考素材320

参考文献322

译者后记328