微生物叢（びせいぶつそう、英: microbiota）とは、生態系における生きた微生物の集合のことであり、それらの遺伝情報を含意してマイクロバイオーム（英: microbiome）と呼ばれることもある。微生物叢は細菌をはじめとした多様な微生物によって構成されており、これら構成成分の組成構造は、微生物叢が定着する環境ごとに異なっている。微生物叢は動植物の体表面や体内に共生的に定着している他、土壌や海中から地下鉄の車内に至るまで、様々な環境に存在している。

ヒトの体にも微生物は定着しており、ヒトの微生物叢はヒトの健康状態と密接に関連している。そのため、特に腸内細菌は医学的な観点からも、古くから研究されてきた。地球上におけるバイオマスとして、細菌は植物に次ぐ重量を占めていると推定されており、環境中の微生物叢に関連した全世界規模の研究も実施されている。

古典的には分離培養に依存した研究が行われていたが、16S rRNA遺伝子の配列に基づく系統分類法が提唱されてからは、分離培養を伴わない方法により未培養の微生物を含めた解析が行われるようになった。近年のDNAシークエンス技術の発展に伴い、微生物叢の研究は急速に進展しており、様々な疾患との関連性が明らかにされている。
定義と語源ミリメートル単位の原核生物から数十ナノメートル単位のウイルスまで、様々な微生物が微生物叢を構成する。

微生物叢は、生きた微生物集団の全体を指す用語であり、また微生物集団が有する遺伝情報の全体を指してマイクロバイオーム (microbiome) と呼ばれることもある[1]。また、マイクロバイオームは微生物叢の遺伝情報のみならず、その集団が置かれる環境の状態も含有する[2]。従来は微生物叢を意味する用語として、生態学において叢（くさむら、多くのものが集まっている）を意味する用語であるフローラ（flora）の語が用いられてきたが、マイクロバイオーム解析の興隆と共に微生物叢 (microbiota) が支配的に用いられるようになった[1][3]。歴史的な背景によってフローラの語は用いられてきたが、現代において学術的に微生物叢を表す単語としてフローラを用いるべきではないと言われている[2]。また、微生物叢研究はメタゲノム解析と呼ばれる解析技術によって発展してきた。メタゲノムとはギリシャ語で「高次」や「超越」を意味する「メタ」と、すべての遺伝子全体を意味する「ゲノム」を組み合わせた造語である。メタゲノム解析においては微生物群集の遺伝子全体を、DNAの混合物として培養を行わずに網羅的に解析する[4][5][6]。微生物が細菌、古細菌、真菌、蠕虫などの寄生虫、及びウイルスを内包するように、微生物叢もまた細菌をはじめとした様々な微生物によって構成される。一方で、微生物叢の研究の多くは腸内細菌をはじめとした細菌に焦点を当てており[6]、マイクロバイオームが常在細菌と同義的に用いられることもある[7]。ヒト微生物叢の遺伝情報はヒトそのものの遺伝情報よりも大規模であり、それ故に「第二のゲノム」と称されることもある[8][9]。
微生物叢の構成要素とその解析手法
細菌叢

細菌叢は微生物集団が有する遺伝情報の全体がマイクロバイオームと呼ばれるように、細菌（バクテリア）集団が有する遺伝情報の全体をバクテリオーム (bacteriome) と呼ぶ[注釈 1]。先述の通り、微生物叢を構成する要素の中でも、細菌の成分は特に重点を置かれて研究が進められてきた[6]。シュードモナス属16S rRNAの超可変領域。細菌の16S rRNAには9か所の多様性の大きい部位が存在し、その領域を挟むようにプライマーを設計することで、菌種ごとに異なる配列をPCR法により増幅することができる。

細菌叢の組成を明らかにするためには、様々な生物で保存されており、適度に系統間では配列が異なる16S rRNA遺伝子のDNA配列をマーカー遺伝子として解析し、その存在比から細菌叢を構成する菌種の特定や組成を推定することが一般に行われる。また、その手法のことをメタ16S解析と呼ぶ[10]。この手法は比較的簡単、安価に行える、真正細菌だけでなく古細菌も同時に評価できるといった利点をもつ。ただし、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）によりDNA配列のコピー数を増幅する作業が必要であり、この過程で特定の分類群に対してその組成を過大/過少に評価してしまうようなバイアスが生じる[6]。また、古くから行われてきた手法であり、データベースに登録された既存データや解析ツールが充実している[11]。