微生物是地球最早出现的生命形式，这种简单而古老的生命决定了地球演化的方向和进程，推动了土壤的发生和发育，孕育了人类的文明。事实上，土壤中蕴藏的巨大微生物多样性，被称为地球关键元素循环过程的引擎，是联系大气圈、水圈、岩石圈及生物圈物质与能量交换的重要纽带，维系着人类和地球生态系统的可持续发展。
近30年来，随着各种先进物理化学手段的出现，特别是高通量测序技术的指数式发展，土壤微生物学成为地球科学与生命科学的新兴学科增长点和交叉前沿，蕴藏于土壤中的巨大微生物多样性被认为是地球元素循环的引擎，而每克土壤中数以亿万计的微生物中，高达99%的物种及其功能尚属未知，因此被称为地球“微生物暗物质”。这些海量的微生物与复杂的土壤环境总称为土壤微生物组（SoilMicrobiome），是工农业生产、医药卫生和环境保护等领域的核心资源之一，已经成为新一轮科技革命的战略高地，得到了世界各国*府的高度重视。
1土壤微生物组的功能
土壤微生物组是土壤中所有微生物及其栖息环境的总称。土壤微生物组研究的核心内容是特定土壤中微生物群落的协同演化规律及其环境功能。土壤微生物组的功能与人类生产生活中的基本需求（如粮食生产、环境保护和医药卫生等）密切相关。
（1）土壤微生物组是地球上最重要的分解者，具有多重生态与环境功能。首先微生物是土壤-植物系统中生源要素迁移转化的引擎，土壤中有机质的分解与积累，氮素转化（包括生物固氮）等过程无不与微生物的活动密切相关。这也是传统土壤微生物学研究的重点，这些研究主要围绕元素转化速率、养分利用率、与相关土壤酶活性及功能基因的关系等进行。
（2）土壤微生物组是地球污染物消纳的净化器，通过生物转化深刻影响土壤中污染物赋存的形态和归宿，是土壤具有消纳污染物功能的关键。对于有机污染物而言，通过微生物的代谢和共代谢过程，污染物得以转化或彻底分解矿化。
（3）土壤微生物组是全球变化的调节器，通过影响元素生物地球化学过程，在很大程度上影响温室气体排放与消纳。土壤微生物组可能能够促进地球增温，如驱动生态系统温室气体排放，包括甲烷和氮氧化物。土壤微生物组也是氮氧化物排放的重要来源。
（4）土壤微生物组是维系陆地生态系统地上-地下相互作用的纽带。土壤微生物组是陆地生态系统植物多样性和生产力的重要驱动者，直接参与了植物获得养分和土壤养分循环两个过程。
（5）土壤微生物组是活性物质的资源库，与人类健康息息相关。土壤微生物组中的有益生物可抑制人类和动植物致病菌增殖和传播，而土地利用方式的变化可通过改变土壤微生物多样性来影响人类健康。土壤微生物是重要的次生代谢产物（如药物）的资源库，多数天然抗生素来自于土壤微生物。
年美国科学家赛尔曼·瓦克斯曼从土壤链霉菌中发现了链霉素，并获得了年诺贝尔奖。20世纪70年代中期，美国科学家威廉·坎贝尔和日本科学家大村智发现了阿维菌素这一高效抗寄生虫药，并获得了年诺贝尔奖。近年来，天然结构抗生素的发现进入瓶颈期，随着微生物培养技术、宏基因组学及高通量筛选方法的发展，人们再次将目光聚焦于从天然产物中发现新型抗生素。
日本科学家从约1.4万种土壤微生物中发现一种新兴天然抗生素LysocinE，可有效杀死耐甲氧西林金*色葡萄球菌（MRSA）；美国与德国科学家从土壤微生物中筛选出一种新型抗生素Teixobactin，可杀死多种病原菌，且细菌很难对该抗生素产生耐药性。宏基因组学技术是人们获得未可培养微生物资源的重要手段之一，采用该技术，科学家们已经从土壤中获得多种新型抗生素。此外，土壤微生物还与人类健康直接相关，研究表明土壤微生物可与人体皮肤微生物相互作用来影响人体免疫系统，从而减少过敏的发生。
2土壤微生物组研究的国际发展趋势
20世纪90年代以来，土壤微生物组研究日新月异。年，英国启动了“土壤生物多样性研究计划”，组织余位科学家参与并设置了30个研究项目，采用分子技术研究土壤生物多样性及其功能，特别是发展了稳定性同位素示踪复杂环境中生物标记物（PLFA/DNA/RNA）技术（StableIsotopeProbe），培养造就了一批迄今活跃在国际土壤生物学前沿的著名科学家，土壤生物多样性的重要性逐渐引起国际社会的