众所周知，微生物是地球生命世界里的第二大类生物群，其多样性在维持生物圈和为人类提供广泛而大量的未开发资源方面已发挥重要作用。当以资源为基础的生物经济来临的时刻，微生物已经与工业、农业、医药、环保等各方面发生了密不可分的联系。科学家们认为，微生物必将在新工业革命中扮演主角。如果你有机会走进中科院微生物研究所，了解那里的科学家所开展的研究工作，你会吃惊地发现肉眼看不着的微生物有着难以想象的能量。仅以微生物在工业领域中将发挥的作用为例，你会看到微生物科学正在为工业革命开辟出一片全新的天地。
在过去几十年的经济发展中，人类由于忽视了发展中的环境保护问题，目前环境状况十分严峻，已经严重影响经济的可持续发展，环境质量下降的趋势在继续。为此，世界各国的科学家和工程技术人员，针对环境污染问题和不同环境污染类型，发展了各种处理污染物的办法。包括化学法、物理法和生物法。虽然在污染物的处理中，物理、化学方法做出了一定的贡献，但由于这些方法存在投资大、成本高、二次污染等问题，而逐渐被生物法所代替。
所谓生物处理也叫生化处理，即指利用处理系统中的生物特别是微生物的代谢活动以及各种特性，来处理各种废弃物的过程。生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点，为从根本上解决环境问题提供了希望，因而越来越受到人们的青睐，被誉为21世纪治理环境污染的优选技术。
生物法区别于其它技术的最根本特点是消除污染物而不是分离转移污染物。
在中科院微生物所的一个实验室，你会看到科学家关于典型污染化合物——氯代硝基苯的微生物消除研究实验。氯代硝基苯是一种能导致突变、引发癌症、致畸的化学物质，在印染、农药等行业中作为中间体使用，在生产中往往因转化不彻底而残留，随废物而排放后，如果通过某种途径进入人体，会破坏肺、肝、肾的功能，并直接损害神经系统。
科学家在含有不同浓度的氯代硝基苯土壤中种植同一种植物，浓度越高的导致植物生存寿命越短；而在同样含量的氯代硝基苯花盆中加入某种微生物后，通过作物根须与微生物共同作用，植物生长十分茂盛。也就是说，微生物可降解氯代硝基苯。
目前，该实验室已经筛选出多种降解化学污染物的微生物菌种，不久将可在解决环境难题中施展才能。
在食品工业中，微生物已经成功应用于食品防腐，为生产企业开拓出良好的国际市场。
据业内人士介绍，在当前许多食品防腐剂中，绝大部分为化学合成物，如亚硝酸盐等，其实是有潜在的致癌作用的。但中科院微生物所3代科学家经过约十多年的努力，发现一种微生物乳酸乳球菌产生的一个小肽乳链菌肽(nisin)，对引起食品腐败的许多革兰氏阳性菌有强烈抑制作用，在低pH条件下具有热稳定性，特别是食用后可被消化道中的酶降解，不会出现传统抗生素所引起的抗药性和毒副作用。已被世界粮农组织和世界卫生组织的联合食品添加剂专家委员会确认为一种高效、无毒的天然食品防腐剂。由于第27位氨基酸的不同，自然界中存在两种nisin天然变异体，一种称之为nisin A,另一种称之为nisin Z。由于nisin Z具有更好的扩散性和溶解度，它的工业化生产及产品的应用开发对促进现代食品工业的发展、保障人民身体健康具有重要作用。
关于nisin Z的价值，科学家有着非常清醒的认识，在完成小试的基础上，他们与企业合作以蛋白胨、酵母粉等廉价原料代替牛奶做培养基，采用自主独创的后提取工艺路线，建成了世界上最大的、年产150吨nisin Z的专业化生产厂，实现了nisin Z的工业化生产，并在此基础上制定了我国nisin产品质量的行业标准。产品不仅占领了国内外市场，而且给肉制品、奶制品等行业的产品提高了质量，带动了我国现代食品工业的发展。
让科学家非常激动的是极端微生物，即在某种特定环境中存在的微生物。科学家说，极端微生物可为现有生物技术“改朝换代”。因为极端微生物是微生物在100℃以上的高温或0℃以下的低温，饱和的高盐或极端的高碱、高酸等环境下生存，不仅代表了生命适应环境的多样性及其可能的范围，对生命的起源、生命的进化或地外生命都具有非凡意义。同时，极端微生物的特殊的基因与产物，也会为工业、农业、人类健康的发展提供新的途径，为生物技术带来了革命性进步。
迄今，科学家对极端微生物的研究取得了许多重要的成果，除了基础研究外，应用研究领域当属美国T.D.Brock发现的Taq酶在PCR中的应用，它带来了分子生物学的革命。到20世纪90年代后期，极端微生物的研究得到了蓬勃发展，extremophiles一词被广泛使用，世界各国对极端微生物的系统分类、生态、生理、生化、遗传以及生物技术利用开展了系统的研究。
来自极端微生物的极端酶，可在苛刻条件下行使功能，将极大地拓展酶的应用空间，并是建立高效率、低成本生物技术加工过程的新基础，极端酶的应用可改变整个生物催化剂的面貌。因此对于国家而言，利用国土多样的地域环境及生物资源优势，从资源发掘、机制研究到应用开发，系统进行极端微生物这一重要遗传资源的认识、保护、开发和持续利用，是中国生物技术实现跨越发展的良机。
此外，微生物在农业上也已显示出特别功效。据科学家介绍，苏云金芽孢杆菌之所以能够杀虫，是由于它们的细胞内存在着有毒的蛋白质，叫做伴胞晶体，被昆虫吞食后中毒而死亡。这种活细胞对环境无毒无害，而且在动物的胃肠道内的酸性环境下蛋白晶体不能溶解，从而对人畜无毒，所以是一种高效安全的生物杀虫剂，可用来防治农作物害虫和杀灭蚊虫。目前我国已经有很多种不同牌号的BT杀虫剂产品。随着生物技术的发展，科学家已经能够从苏云金芽孢杆菌中提取出控制产生晶体蛋白的基因，并且把这段基因插入到棉花细胞中的染色体上，使这种杀虫基因成为棉花细胞中的一段。用这种棉花长大结出的种子大面积栽培时，带有这种杀虫基因的棉花苗便成了“杀虫棉花”。当害虫蚕食这种棉叶时便会中毒死亡。用一种特制的“基因枪”把杀虫基因射入棉花种芽内，随着棉花的长大，杀虫基因也会成为棉花遗传物质中的一个有效组分，在下一代棉种内依然可以找到这种杀虫基因，把这种棉花种籽种入棉田，当棉铃虫侵犯棉叶时，就会瘫痪死亡。
对生物农药的研究刚刚开始，相信在不久的将来，我们的农田将不再需要喷洒化学农药，农田将真正成为绿色的田野。
总之，微生物将会在生物经济中大放异彩。
