今年秋季，当游客们在Eplegaarden果园中采摘苹果时，可能并不知道他们正走在一个实验室中，研究小组正在其中收集数据以了解防止苹果发生疾病的药物是否会导致
微生物产生抗药性。
由威斯康辛大学麦迪逊分校（UW-Madison）的JoHandelsman领导的研究组使用元基因组学方法，这是迄今研究基因如何工作的最新技术。UW细菌学系主任及霍华德休斯医学研究所教授，同时也是今年国立研究委员关于元基因组报告的共同作者Handelsman表示，元基因组学将是生物学研究的下一个浪潮。
据报道，微生物学在历史上一直致力于研究生物体的单个物种，但大多数微生物的生命活动由复杂的微生物群落来完成。元基因组学为科学家提供了研究不同微生物构成的群落及其相互关系的工具。美国国家科学基金会的一个项目主管MatthewKane表示，元基因组技术极大促进了微生物科学的发展，Kane主管的项目大多数用于支持元基因组学的研究。
这种新方法可能加快基因测序，并利用计算机来分析基因，给研究者大量有关生态系统及其适应性调节的信息。实际上，产生元基因组学方法的驱动力来源于一次科学失败。
Handelsman及其他研究人员指出，他们无法在实验室中培育占绝大多数的微生物进行研究，根本不知道这些生物体赖以生长。美国能源部联合基因组研究所SusannahTringe表示，微生物几乎生活在每个栖息处，不论是土壤还是水中，如果试图将它们带回实验室，则可能会培育出一些东西，但它们通常不是占优势的微生物，可以从微生物中分离DNA，因为DNA是了解这些群落的途径。Tringe所指的"群落"即是微生物群落及其生活的环境。例如，在苹果园里，Handelsman可以研究一些土壤作物中的微生物群落，瓦解细胞壁和细胞膜，融合不同细菌的基因组并分析其功能，以
检验用于苹果树的抗生素以探明基因是否使抗生素失效。这项研究有助于果园主知道他们使用抗生素的成效，并使研究人员鉴定抗药性相关的基因。
从蜜蜂到污水
研究人员已不仅仅在威斯康辛州苹果园中使用元基因组技术。这项技术还运用于其他多个领域，比如导致蜜蜂死亡的神秘疾病到底有什么秘密之处，了解借助微生物兴建污水处理厂的方式，恶性树木虫害的防治等。
蜂群衰竭失调使研究人员和养蜂者感到困惑，并成为当年的国际新闻。大量蜜蜂没有回到蜂房，这对作物的授粉过程产生了一定的影响。但到了9月，对这一奇怪现象有了一种可能的解决办法。一个研究小组在Science杂志上报道，这些蜜蜂感染了以色列急性瘫痪病毒（Israeliacuteparalysisvirus），借助元基因组技术进行基因分析有望鉴定其中的基因。
元基因组学还有助于了解微生物的工作原理，比如污水处理厂的运作。一种被称为Accumulibacterphosphatis的细菌可以在废水处理厂里生存，并从废弃物中除去磷。UW-Madison民用与环境工程系副教授TrinaMcMahon等人，于9月的NatureBiotechnology杂志上发表了通过元基因组技术对这种细菌的基因序列的研究结果。这种细菌在低氧环境中会积聚磷，为了促进这一作用，污水处理时减少设备中的氧气，以诱导这种细菌积聚大量磷。
消化木材
了解生活在食用木材的昆虫肠道中的微生物基因如何消化木质素，也许可以解决国家对于生物燃料的需求。宾夕法尼亚大学的KelliHoover和JohnCarlson正在研究亚洲长角甲虫（Asianlong-hornedbeetle）肠道中微生物的基因组。这种甲虫可降解木质素以获得纤维素。Carlson希望找到单个细菌基因，可分泌酶进入昆虫肠道，这有助于去除木质素使纤维素更易获得。如果找到了这种基因，这将使从木材中制造乙醇更容易且成本对产业更具吸引力。
人类微生物组
人类与元基因组学更是息息相关。据由Handelsman报道，在人体表面和内部的细菌细胞估计是人类自身细胞的10倍，甚至是100倍以上的微生物。因此，科学家正急于确定那些基因和人类自身基因的关系。美国国立卫生研究院正资助一项人类微生物组项目，以揭示这种关系。美国国家人类基因组研究所的人类微生物组项目组长表示，希望可以发现一定的关系，是否存在核心微生物组？是否每个人都有一套自己的元基因组？
2006年，由华盛顿大学（WashingtonUniversity）JeffreyGordon领导的一组研究人员报道，肥胖人群的肠道中有与非肥胖人群具有不同的微生物群落，前者中的微生物能更好地从食物中摄取热量。
尽管元基因组计划带来了希望并引起广泛关注，Kane提醒人们这些技术并不是生物学的万能药。比如，生物学家需要了解元基因组中的基因如何包装在单个细胞中，它们如何控制并表达的，以及它们是如何一起工作的。
来源：Journal Sentinel Inc
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