海洋微生物 非常全
海洋真菌种类
海洋真菌种类
引言
海洋真菌是一类广泛存在于海洋环境中的真菌。它们具有独特的生物学特性和生态功能，对海洋生态系统的稳定性和功能发挥重要作用。本文将对海洋真菌的种类进行全面的探讨，以便更好地了解和认识这一特殊群体。
海洋真菌的分类
海洋真菌可以分为以下几个类别：
壳菌目（Ascomycota）
壳菌目是海洋真菌中最为常见的一类，也是最具代表性的一类。主要生活在海洋岩石、潮湿的木材和海洋动物的尸骸上。壳菌目的特点是子实体具有菌盖和菌褶，菌盖一般有颜色，菌褶可以辅助其进行繁殖。
例子：
1.海绵壳菌（Spongipellis sp.）- 主要分布在珊瑚和海绵上，具有特殊的蘑
菇形状，色泽丰富多样，有些品种还具有荧光效果。
2.石质宽边菇（Marasmius sp.）- 喜欢生长在潮湿的岩石上，外形类似于普
通的蘑菇，但其菌褶和菌盖颜色较为鲜艳，可以起到一定的装饰作用。
担子菌目（Basidiomycota）
担子菌目是另一个较为常见的海洋真菌类别。相比于壳菌目，担子菌目更喜欢生活在海洋中的杂质、底泥等环境中。担子菌目的特点是子实体具有担子和子囊裂口，子实体可以生长成菌盖状。
例子：
1.珊瑚丛菌（Corallomyces sp.）- 喜欢寄生在珊瑚上，其子实体呈珊瑚状，
外观美观且非常具有观赏性。
2.砂土粉蘑（Lycoperdon sp.）- 生活在海洋底泥中，其子实体呈球形并具有
多层硬壳，可以在海洋底泥中起到保护作用。
蓝绿菌目（Cyanobacteria）
蓝绿菌目是一类特殊的海洋真菌，它们既可以进行光合作用又可以进行异养作用。蓝绿菌目生活在海洋中的岩石表面、潮湿环境以及其他有机物上。
海洋微生物
海洋微生物
以海洋水体为正常栖居环境的一切微生物。但由于学科传统及研究方法的不同,本文不介绍单细胞藻类,而只讨论细菌、真菌及噬菌体等狭义微生物学的对象。海洋细菌是海洋生态系统中的重要环节。作为分解者它促进了物质循环；在海洋沉积成岩及海底成油成气过程中，都起了重要作用。还有一小部分化能自养菌则是深海生物群落中的生产者。海洋细菌可以污损水工构筑物，在特定条件下其代谢产物如氨及硫化氢也可毒化养殖环境，从而造成养殖业的经济损失。但海洋微生物的颉颃作用可以消灭陆源致病菌，它的巨大分解潜能几乎可以净化各种类型的污染，它还可能提供新抗生素以及其他生物资源，因而随着研究技术的进展，海洋微生物日益受到重视。
编辑本段【特性】
与陆地相比，海洋环境以高盐、高压、低温和稀营养为特征。海洋微生物长期适应复杂的海洋环境而生存，因而有其独具的特性。
嗜盐性
海洋微生物最普遍的特点。真正的海洋微生物的生长必需海水。海水中富含各种无机盐类和微量元素。钠为海洋微生物生长与代谢所必需此外,钾、镁、钙、磷、硫或其他微量元素也是某些海洋微生物生长所必需的。
嗜冷性
大约90％海洋环境的温度都在5℃以下,绝大多数海洋微生物的生长要求较低的
温度，一般温度超过37℃就停止生长或死亡。那些能在0℃生长或其最适生长温度低于20℃的微生物称为嗜冷微生物。嗜冷菌主要分布于极地、深海或高纬度的海域中。其细胞膜构造具有适应低温的特点。那种严格依赖低温才能生存的嗜冷菌对热反应极为敏感，即使中温就足以阻碍其生长与代谢。
嗜压性
海洋中静水压力因水深而异，水深每增加10米,静水压力递增1个标准大气压。海洋最深处的静水压力可超过1000大气压。深海水域是一个广阔的生态系统,约56％以上的海洋环境处在100～1100大气压的压力之中，嗜压性是深海微生物独有的特性。来源于浅海的微生物一般只能忍耐较低的压力，而深海的嗜压细菌则具有在高压环境下生长的能力，能在高压环境中保持其酶系统的稳定性。研究嗜压微生物的生理特性必需借助高压培养器来维持特定的压力。那种严格依赖高压而存活的深海嗜压细菌，由于研究手段的限制迄今尚难于获得纯培养菌株。根据自动接种培养装置在深海实地
海洋生物资料
没有脊柱的脊索动物
• 文昌鱼： • 外形像小鱼，体侧扁，长约 5cm ，半透 明，头尾尖，体内有一条脊索，有背鳍、 臀鳍和尾鳍。文昌鱼似“鱼”而不是鱼， 是介于无脊椎动物和脊椎动物之间的动 物，而更趋向于脊椎动物。
裙带菜的营养价值
• 裙带菜是褐藻植物海带科的海 草，誉为“ 海中蔬菜” ，营 养丰富，含有丰富的碘和钙， 其蛋白质和铁的含量比海带还 要多。 • 此外，还含有Va、Vb1 、 Vb2 、Vc，叶酸，镁，钠和 多种氨基酸及褐藻胶酸、食物 纤维等。
红藻门——紫菜
• 1.紫菜含有高达29～35％的蛋白质以及碘、多种 维生素和无机盐类，味鲜美，除食用外还可用以 治疗甲状腺肿大和降低胆固醇，是一种重要的经 济海藻。 • 2.自然生长的紫菜数量有限，产量主要来自人工 养殖。 • 3.紫菜被称为“ 海洋蔬菜” 。紫菜有点像韭菜， 长成后可以反复的采割，第一割的叫第一水，第 二割的叫第二水，依次类推，其中第一水的紫菜 也叫初水海苔，特别细嫩，营养也比较丰富。
软体动物门
• 动物界第二大门。最大的软体动物大王乌贼腕展 开达12m，最小的是仅长1cm的螺类。 • 身体柔软，通常有壳，无体节，有肉足或腕。 • 分布于各种生境，如海水、淡水、陆地。 • 软体动物有重要经济价值：食用；药用(石决明— —鲍的贝壳；海螵蛸——乌贼贝壳)；许多贝壳或 珍珠可用作装饰品，有些种类则危害码头和木船 。有些种类是寄生虫的中间宿主。
海洋动物小知识
海洋动物小知识
海洋动物是指栖息在海洋环境中的各种动物，它们是海洋生态系统中的重要组成部分。海洋动物种类繁多，形态各异，涵盖了从微生物到巨型海洋生物的各个层次。本文将介绍一些海洋动物的小知识，以增进我们对海洋生态的了解。
首先，海洋中最受人们关注的脊椎动物是鲨鱼。鲨鱼是海洋生态系统的顶级捕食者，它们追逐其他鱼类和海洋生物，维持着生态平衡。鲨鱼的咬合力强大，牙齿锋利，能够轻易撕裂猎物的外壳。鲨鱼的身体通常呈流线型，有助于它们在水中快速游动。
其次，海洋中还有许多珊瑚礁生物。珊瑚是一种居住在海洋中的无脊椎动物，它们形成了复杂的生态系统和美丽的珊瑚礁。珊瑚可以通过共生关系与微型藻类共同生活，从而获得养分。珊瑚礁为许多其他海洋生物提供了栖息地和食物源，在海洋生态系统中具有重要的生态功能。
除了鲨鱼和珊瑚，海洋中还有许多其它引人注目的动物。海龟是其中之一。海龟属于爬行动物，栖息在海洋中，但在繁殖季节会回到陆地上的沙滩上产卵。海龟的生命周期非常长，可以达到几十年甚至上百年。另外，海豚也是广受欢迎的海洋动物之一，它们是哺乳动物，具有高度发达的智力和社会性。海豚的游泳速度非常快，能够跳出水面，展示出极其灵活的身体。
还有一类海洋动物非常特殊，那就是鳐鱼。鳐鱼属于腔棘鱼类，它们有一个扁平的身体和翅膀状的鳍片。鳐鱼通常生活在海底，
它们通过电感应来捕食，在海底寻找猎物。鳐鱼具有强大的电感应器官，能够感受到猎物的微弱电场。
此外，海洋中还有许多微生物和浮游生物。微生物主要包括浮游植物和浮游动物。浮游植物是海洋生态系统中重要的光合作用生物，它们通过光合作用进行能量合成，并为海洋生态系统提供氧气。浮游动物则是海洋食物链中的重要环节，它们为其他海洋生物提供食物。此外，海洋中还有许多浮游生物，如浮游虫、浮游贝类等，它们是海洋生态系统中微小但重要的一环。
海洋生物的药用价值及研究进展
海洋生物的药用价值及研究进展随着科技的不断发展和人们对自然环境的不断关注，为了更好地挖掘自然资源的价值，海洋生物的药用价值越来越受到人们的重视。许多海洋生物具有药用价值，它们不仅可以为人类提供疾病治疗方案，还可以帮助人类更好地了解海洋生物的生态特征与生命规律，为未来的海洋保护和利用提供帮助。本文将介绍海洋生物的药用价值和研究进展。
一、海洋生物的药用价值
海洋生物的药用价值具有很大的潜力，这些海洋生物可以提供各种药物、制剂、营养保健品以及化妆品等。其中，海洋生物所含的天然化合物是最主要的物质。
1. 海洋植物
不同种类的海藻和海藻类植物可被用来制备许多化合物，其中最常见的是多糖类物质，如海藻酸及其衍生物、海鞘多糖、绿藻莽草酸、海藻素以及锶/钾硫酸硫酸多糖。
2. 海洋动物
深海中的动物是海洋生物中最有价值的群体之一，其有效化学
物质主要来源于海绵、海洋螺和其他无脊椎动物。一些在海洋生
物中广泛存在的生物碱和酸是目前最值得关注的天然产物，如链
霉菌素、昆阿酸、丝裂霉素、卡马西平、阿福霉素和紫杉醇等。
3. 海洋微生物
海洋微生物是海洋生物中非常小但却有着重要地位的其中一种
生物群体，其存在范围十分广泛，从泥浆中的细菌到深海底层的
微生物都可以被用来制备天然药物。海洋微生物分生产牛磺酸、
均海磷酸、七邻菌素、海洋硫酸酯、黄铜海绵酸、韭洲素等成分。
二、海洋生物的研究进展
随着现代科技的发展，对海洋生物的研究也不断深入，研究重
点主要集中在海洋生物的来源、结构、活性以及药用价值等方面。
1. 海洋生物的来源和收集
海洋生物资源广泛分布于全球各个海域，其来源多种多样，一般可归为深海、中层水体、海岸带等。海洋生物的收集、分离和提取也是药用价值评估的重要环节之一。目前，采用现代生物技术结合自动化设备和AI等技术手段可大大提高样品的质量和处理效率。
海洋小百科知识大全
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海洋是地球上最广阔的水体的总称，海洋的中心部分称作洋，边缘部分称作海，地球表面被各大陆地分隔为彼此相通的广大水域称为海洋，海洋的神秘远不于此，盘点海洋小百科知识大全，你都听说过吗?
海洋小百科知识大全
1.世界海洋日是7月18日。
中国更大的海是南海。
3.中国更大的岛屿是台湾省岛。
4.北极熊有黑色的皮肤。
珊瑚不是动物，不是植物，而是微生物
中国南海
6.世界上四大洋中最小的是北冰洋。
7.海洋生物中能发电的鱼是电鳗。
8.鱼依靠鳍来平衡身体。
9.海洋中最快的鱼是旗鱼。
10.海带、紫菜、裙带菜是对人体有益的海洋食品。
北冰洋
11.在海洋动物中，“睡王”是海狮。
12.在海洋动物中，“游泳冠军”是海狮。
13.在海洋动物中，“海洋霸主”是鲨鱼。
14.海洋中更大的动物是蓝鲸。
15.海洋中最聪明的动物是海豚。
海豚
16.海马不是马。
17.鱼翅是由鱼翅制成的。
18.世界上最抗旱的鱼是肺鱼。
19.鱼用内耳听声音。
20.世界上最脏的海是地中海。
鲨鱼
21.世界上最小的海是马尔马拉海。
22.鱼睁着眼睛睡觉
23.海参在夏天需要睡眠。
24.章鱼有八条腿，鱿鱼有十条腿。
25.鱼的年龄可以通过它的鳞片来确定。
鱼鳞环
26.海马直立游泳。
27.鲸鱼、鱿鱼和鲍鱼不属于鱼类。
28.对海洋最严重的损害是由石油及其产品造成的。
29.海豚是聪明的哺乳动物。
30.抹香鲸是鲸鱼中的“潜水冠军”。
有趣的海洋科普小知识
海洋最毒的生物
水母是一种常见的海洋生物，水母的种类有很多。曾经有人问海蜇是水母吗，其实
海蜇就是水母其中一种。在海洋动物评比中，箱水母凭借独一无二的致命性，被评为
微生物生物量碳
微生物生物量碳
微生物生物量碳是指海洋和湖泊中的微生物的生物量碳的总和。这些微生物是最小的生物，但却是自然界中最丰富的生物。他们形成了地球上最庞大的生物量碳储备，而且仍在发挥着巨大的作用。它们通过分解有机物质、同化二氧化碳，促进大气中的碳循环，为生物体提供生物量碳存储，影响环境的气候等。
海洋微生物是自然界中最丰富多彩、种类最多的微生物，而且占全球生物量碳总量的比例最大，达到50%左右。海洋微生物有固体颗粒形态、悬浮液体形态和溶解液体形态，它们具有生长、繁殖、生物链反应、气候变化和环境调控等多种复杂生态学功能。其中，悬浮液态微生物 (悬浮物)溶解液态微生物 (溶解物)别占海洋生物量碳总
量的30%到40%和10%到20%。
湖泊微生物也是一种丰富的微生物，种类丰富，占湖泊生物量碳总量的比例很大，达到20%左右。湖泊中的微生物类群以陆地植物和水生植物为主，还包括悬浮物、悬浮液体和溶解液体等多种形态的微生物。这些微生物可以通过分解有机物质、同化二氧化碳、促进大气中碳循环和水中营养元素的循环，影响湖泊形成、营养物质分配等，也是湖泊重要的活性元素之一。
微生物生物量碳对环境的影响是非常重要的，它们可以影响气候环境和水环境的变化。比如，二氧化碳的同化作用可以减少大气中的二氧化碳浓度，从而减缓全球变暖；有机物质的分解作用可以促进水中有机物质的循环，进而保护水环境；微生物会产生一些活性物质，
这些活性物质能够影响微生物类群的结构，对环境的生物多样性有较大的影响。
虽然微生物生物量碳对环境有着重要的作用，但它依然存在一些潜在的危害。比如，过度排放有毒物质等污染物可以破坏微生物种群的结构，从而影响环境的水质、土壤质量等；城市化、工业化等社会发展过程也会影响微生物的分布和数量，破坏它们的生物多样性和环境稳定性。
不同生态系统的微生物多样性与生态功能比较研究
不同生态系统的微生物多样性与生态功能比
较研究
随着人们对环境保护意识的提高和对生态系统的认识不断深入，越来越多的研究表明，微生物是维持生态系统健康的重要组成部分。微生物在土壤有机质、废水处理、海洋生态系统和植物营养循环中具有举足轻重的作用。因此，对各种生态系统的微生物多样性与生态功能进行比较研究具有十分重要的意义。
第一部分：土壤生态系统
土壤微生物群落是土壤活性组分的主要来源，对土壤成分、富集和转化有着重要的影响。研究表明，土壤中的微生物数量和种类与土壤类型密切相关。在森林生态系统中，微生物多样性相对较高，特别是在林下土壤和种树土壤中。而在草地生态系统中，土壤微生物的数量和种类相对较少。同时，土壤中不同的微生物也会对植物生长和土壤质量产生不同的影响。例如，一些细菌对土壤养分的富集和保持起着重要的作用，而其他微生物则有助于植物营养物质转化。
第二部分：水域生态系统
水域生态系统是全球最大的生态系统之一，也是最复杂的生态系统之一。水域中的微生物多样性相对较高，同时也含有大量的微生物群落和物种。研究表明，水域中的微生物对水体中的营养循环和生物分解过程有着决定性的作用。例如，水下的细菌可以分解有机物并将其转化成营养物质，从而为水生生物提供养分。此外，水中的微生物还可以分解一些有害物质，如氨、亚硝酸和亚硝酸盐等，从而保持水体生态平衡。
第三部分：农田生态系统
农田生态系统是由人类改造的生态系统，对于人类的生存和发展非常重要。农田微生物的多样性直接影响着农田的生态平衡和农作物的生长。研究表明，在农业
环境下，土壤和植物中的微生物种类和数量相对较少，但这些微生物对农作物产生着巨大的影响。例如，一些细菌可以合成天然植物激素，从而促进农作物生长；而其他微生物则可以分解农作物残渣，减少病虫害的发生。
微生物生态系统的复杂性分析
微生物生态系统的复杂性分析
微生物是研究生态系统中最为重要的组成部分之一。每个生态系统都有其独特
的微生物群落，这些微生物之间的互动、资源利用和环境适应性非常复杂。本文将分析微生物生态系统的复杂性，并介绍一些当前的研究进展。
微生物生态系统的复杂性来源于许多方面。首先，微生物群落内成员的数量非
常庞大，这导致了极高的物种多样性。例如，土壤微生物群落就是一个非常复杂的生态系统，包含了数亿个细菌和真菌物种，它们之间的相互作用通常无法简单地解释。其次，每个微生物群落的组成和功能都是独特的，而且受到外部环境的影响很大。例如，海洋微生物群落中的细菌，在河口和深海环境中的生态位、代谢途径和种类都会有很大的差异。这也解释了为什么同一种微生物在不同的环境中可能会产生完全不同的代谢产物。
微生物群落的复杂性还表现在它们之间的相互作用上。微生物之间的相互依赖
和竞争关系非常复杂，只有综合多种因素才能全面理解它们的生态功能。例如，一些共生微生物可以通过氮循环将无机氮转化为有机氮，从而为其他微生物提供氮源。此外，许多微生物之间存在正性互惠共生的关系，某些微生物通过分泌代谢产物来促进其他微生物的生长和繁殖。这些互惠共生关系通常非常精细、复杂。不过，同样也有竞争和捕食关系的存在，微生物之间会为了资源而竞争，有些微生物还能够利用其他微生物作为生长和繁殖的营养来源。
微生物群落的复杂性也导致了微生物生态系统难以模拟和预测的现象。尽管已
经开发了现代的计算方法，包括基于高通量测序数据的拟合和模型推测等，但是对于大规模而动态变化的系统，仍然难以准确地预测其未来演化路径和变化趋势。此外，微生物的生态成就并非由单一因素决定，而是由多种因素共同作用决定的，因此如果仅考虑单一因素的影响，则有可能出现高度偏差的预测结果。
海洋生物资源的价值介绍
海洋生物资源的价值介绍
教学目标：
1、了解海洋生物资源的价值：食用价值、药用价值、工业用途、生态价值。
2、了解我国开发利用海洋生物资源的现状。
教学内容：
引入：海洋生物资源是天然水域中具有开发利用价值的经济动植物种类和数量的总称，也称渔业资源。在蔚蓝色的海洋中蕴藏着丰富的海洋生物资源，约占地区生物种群数量的80%以上，其中有7万余种海洋动物，2.5万余种海洋植物，1000万种的海洋微生物等。这些丰富的海洋生物资源自古以来就是人类重要的食物宝库和药材宝库，如今海洋生物也已经广泛用于工业生产，此外海洋生物在维护生态平衡方面同样具有极其重要的价值。现在就让我们一起来认识海洋生物的重要价值。
海洋生物资源的价值：
1、食用价值
（1）鱼类的食用价值：
人类吃鱼的历史源远流长，可以追
溯到数万年以前的石器时代，当人类还
根本不懂得种庄稼时就已经知道捕鱼
和吃鱼了。进入有文字的时代，古人即
以鱼、羊组合为“鲜”，足见鱼味之美。
鱼肉不但味道鲜美，而且营养丰富，鱼
肉所含的完全蛋白质与优等牛肉近似，
其吸收利用率达到了 93%，远远高过
于牛肉。鱼肉中脂肪的 80%为不饱和
脂肪酸，可以抑制胆固醇的吸收，促进
胆固醇的排泄，能有效地预防高血脂、
动脉硬化、冠心病的发生。鱼中的DHA
就是人们常说的脑黄金，能健脑益智，可以提高大脑乙酰胆碱的浓度，有助大脑信息传递，增强记忆力和思维能力。鱼肉还含有丰富 的维生素、碘钙、铁、硒、锌等矿物质，是老少皆宜的最佳食品。
海洋中约有16万种无脊椎动物，目前已经被发现经济价值较高并且被利用的约有130种。无脊椎动物主要分头足类、贝类、甲壳类、海参与海蜇。
海洋微生物
第一章绪论
一、海洋微生物的定义
海洋微生物（marine microbe）以海洋水体为正常栖居环境的一切微生物。
自八十年代起海洋生物技术蓬勃发展，“向海洋要药物”是新世纪海洋生物技术提出的口号。海洋微生物的研究起步较晚，但在最近几年也受到了普遍重视。
二、海洋环境的特征
(1) 海洋占地球表面积的71% —资源丰富；(2) 海洋平均深度：4000m ——高压，低温
(3) 主要离子：Na+，Cl-，Ca2+，K+，SO42- ——高盐
(4) 营养匮乏（N，P，Fe）——稀营养
1 . 远海环境
（1）栖居着浮游（自由泳动）微生物（2）地球上最大的环境（3）一般有大空间规模的环境变化（温度、光度等）
2 . 深海环境
（1）沉积物表面（2）提供了附加的表面积（3）提供小生境的多样性，使得有小空间规模的环境变化
3 . 海洋雪(marine snow)
（1）海洋雪定义：生存或死亡的有机体被黏多糖（微生物和浮游植物分泌的胞外产物）粘在一起形成的大的聚集体。
（2）海洋雪的形成
①黏多糖形成纤丝②纤丝凝结形成透明结构③透明结构不断碰撞形成更大的颗粒，即海洋雪。
（3）海洋雪的特点
①海洋雪的产量随光合作用强度和洋流季节性地波动，春天更大一些。② 80%的初级生产者分泌黏多糖③海洋雪的沉降速率是16-25m/d，沉降过程中颗粒不断增加。④提供养料给深海生物。
三、海洋生物的特征
（1）多样性（2）复杂性（3）特殊性
四、陆栖微生物的研究拥有辉煌的历史
微生物活性代谢物是药物的丰富源泉：
自19世纪60年代首先从微生物中发现了青霉素以来，人们陆续从陆栖微生物中寻找到抗生素类药物、化疗药阿霉素、免疫抑制药环孢霉素A等120多种重要的临床使用药物。
微生物的物种多样性与丰度研究
微生物的物种多样性与丰度研究
随着现代科学技术的不断发展，微生物的研究已经成为了一个备受关注的热点
话题。微生物包含了细菌、真菌、病毒和原生生物等多种物种，其数量极为庞大。针对微生物领域的研究十分重要，其中物种多样性与丰度的研究尤为重要。
在微生物研究中，物种多样性与丰度是两个最为基础的问题。微生物物种众多，而且同一物种的差异也非常显著，这就为微生物物种多样性的研究带来了一定的挑战。通过高通量测序技术，我们现在能够深入了解微生物的物种多样性。这种技术可以将样本中微生物DNA序列进行快速高效的筛选和分类，从而准确地描述出微
生物共同体的构成和变化。这种技术也可以对微生物的功能和生态环境进行深入研究。
微生物的物种多样性研究不仅可以帮助人类更好地了解微生物的世界，还可以
发现很多未知的物种和功能。例如，过去人们认为海洋底层和井底深处是没有生命活动的，但现在我们通过微生物的研究证明了这一点是错误的。微生物在这些环境中扮演着非常重要的角色，而且其中的物种多样性也非常丰富。因此，微生物的研究不仅对于人类自身非常重要，也能够开阔我们对自然界的认识。
除了微生物的物种多样性之外，微生物丰度的研究也非常重要。微生物丰度可
以反映微生物在某一个环境中的数量和种类。通过研究微生物的丰度，我们能够更好地理解微生物在环境中的分布和生态功能。同时，这种研究也能够提供很多实际应用价值，比如通过测定微生物的丰度来评估某个地区的环境质量、监测某种微生物病原体的传播、检测食品、饮用水等中的微生物污染等。
微生物的丰度可以通过多种方法进行研究。传统的方法是基于培养的方法，这
试述微生物在自然界中的分布
水 圈由淡水和海水两类水体组成 。 海洋中的水量 占地球水量 的 极端环境是指高等动物不能生长 ， 大多数微生物不能生活 的高 ９％， ７ 覆盖着地表 的 ７％， １ 冰川和极地水量 占 ２ 其余 的水分别存 温 、 、 ％， 低温 强酸、 强碱 、 、 、 高盐 高压 高辐射 、 缺氧等特殊环境 。在这些 在于湖泊 和河流 中。在海水 和淡水的界面构成河 口生境 。 环境 中生 活着能适 应极端条件 的微生物 ， 如嗜热菌 、 嗜冷 菌 、 嗜酸 ３１ 水 生境 ．淡 菌、 嗜碱菌等 ， 它们被称为极端环境微生物 ， 多数属 于古细菌 。由于 淡水 生境分为静水 （ 湖泊和池塘等 ） 和流水 （ 大小河溪 ） 两种情 它们具有不同于一般微生物的遗传机制 、 特殊 的细胞结构和生理机 况， 它们的理化特性不 同， 微生物 的组成和数量也各异 。 能， 在一些恶劣环境 中 ， 它们不仅能生存 ， 甚至很旺盛。 因此在冶金 、 湖泊在地 球上分布广泛 ， 性质差别很大 ， 多数微生物 成员为土 采矿 、 开采石油 、 境保 护等多种生产和科研领域 中具有 重要 的理 环 著性 的， 自养细菌占重要地位 。一些外来 的微生物 随着径流而进入 论意义与实践价值 。 湖泊 中。 ６微 生 物 的地 理 分 布 水体较深的湖泊中微生物具有明显的垂直分布带 ， 反映 了这一 生物地理学研究生物在全球 的分布规律。微生物地理学除 了研 生境 中光线透人的状况 、 温度和氧气浓度等理化 因素的差异 。淡水 究 上述各环境外 ， 主要研究它们分布 的地带性 ， 包括不 同经 纬度的 湖底沉降物 中的微生物 常常不 同于水层中的种类 。在浅水 池中 ， 厌 地区 、 东半球和西半球 、 南半球 和北半球等。 南极有北极冰层微生物 氧性光能 自氧细菌存在 于沉积物表面 ， 使水体具有相应的颜色 。除 群落 中一些种类属于专性 嗜冷细菌 ， 它们在温度高于 １— ０摄氏度 ５２ 土著微生 物外 ， 常有 许多外源微生物随着土壤 的侵蚀 和径流 、 物 时不 能生长 。 植 两极均有一群气泡细菌 ， 曾在温带海洋 中发现过。 未 它 枯枝落叶和城 市污水而理进入湖泊 ， 有些种类会迅速死亡而消失。 们 的起源的分布是全球性 的。 大肠杆菌在各大洲人体 中广泛存 在很 河流 中 生物 的数量和种类主要受其 流经区域 的影 响， 微 大量的 好地说 明了其全球性 。 另一方面 ， 某些细菌表现 明显地区性 ， 它们起 微生物都是外 来的 ， 在流经城市 的区段 中 ， 尤其 许多腐生微生物 和 源于某一地 ， 然后传播到它处 。微生物分布的地理性研究 是很 有意 病原菌进 人流水 。 在人海的河 口处 ， 由于海水盐分的影响 ， 淡水微生 义 的， 助于更好认识生物的多样性 ， 有 了解微生物 中是否有频危类 ， 物逐渐被海洋微生物取代。 这有助于建立资源保护措施。 ３２ ．海水生境 参考文献 海水 生境 可以区分为一些垂直带 ， 影响海洋生物的分布。有 充 【］ １李阜棣． 土壤微 生物 学［ ． Ｍ１ 北京： 中国农 业出版社， ９ ． １ ６ ９ 足阳光线射入 的区域稳定为透光带 ， 水温较高 ； 其下为无光带 ， 一般 ［ 德庆． 生物 学教程【１ ２ 惆 微 Ｍ ． 高等教 育出版社 ， ９． 北京： １ ３ ９ ２ ｍ以下就不会有光线透人 。 ５ ［】 苏声． ３ 杨 细菌分类 学『 ． Ｍ］ 北京： 中国农 业大学出版社，９ ７ １９ ． 微生物在近海 和河 口 域 中数量很高 ， 水 深海 区数量很 少 ， 低 可
海洋微生物对污染物的降解能力
海洋微生物对污染物的降解能力海洋微生物是指生存在海洋中的微小生物，包括细菌、真菌、藻类和病毒等。这些微生物在海洋生态系统中扮演着重要角色，其中之一就是对污染物的降解能力。由于人类活动的不断增加，海洋环境日益受到污染，而海洋微生物作为自然生态系统的一部分，能够通过各种途径降解污染物，发挥着重要的环境修复作用。
首先，海洋微生物对有机污染物的降解能力非常强大。有机污染物主要包括石油、有机溶剂、农药等。这些污染物通过人类活动排入海洋，对海洋生物和生态系统造成很大的危害。然而，海洋微生物通过产生多种代谢酶，如脂肪酶、蛋白酶和芳香酶等，能够降解各种有机化合物，将其转化为无害物质，减轻了污染物对海洋生物的毒性。
其次，海洋微生物对无机污染物的降解也具有一定的能力。无机污染物包括重金属、氮、磷等。这些物质主要来自于工业废水和农业排放，对海洋生态系统造成了严重的危害。然而，一些特殊的海洋微生物能够通过吸附、沉淀和还原等方式，将无机污染物转化为无害的沉积物或气体释放出去，从而降低了海洋生物对这些污染物的暴露和吸收。
此外，海洋微生物还能够对有害藻类和毒素进行降解。有害藻类的大量繁殖会引起藻华现象，破坏了海洋生态系统的平衡，产生毒素对海洋生物造成威胁。海洋微生物通过吞噬和分解有害藻类，从而有效地控制了藻华的扩散。同时，一些特殊的海洋微生物也能够分解藻类产生的毒素，减轻了其对海洋生物的毒性。
此外，海洋微生物还具有天然吸油剂的作用。当海洋发生石油泄
漏事故时，海洋微生物通过附着在石油表面，分泌表面活性物质，使
石油形成胶体状，从而增加了石油与水之间的接触面积，促进石油的
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如对腐殖质含量较高或剪切较严重的DNA样品适宜构建质
粒文库，小片段的文库适用于筛选新的与代谢相关的单基因 或小操纵子。而对于含较大基因簇或大片段的DNA样品则适宜 构建Cosmid、Fosmid或BAC文库，从而筛选由较大基因簇编码 的复杂代谢途径或能够表征环境中未培养微生物基因组的较 大基因片段。
nature)的概念。宏基因组是指某一特定的环境中全部微生物（可培 养的和未培养）基因的总和。 宏基因组学( metagenomics)是一种以环境样品中的微生物群体 基因组为研究对象，以功能基因筛选和测序分析为研究手段，以微生 物多样性、种群结构、进化关系、功能活性、相互协作关系及与环境 之间的关系等为研究目的的新的微生物研究方法，也称为微生物环境 基因组学、元基因组学或生态基因组学。
海洋微生物的研究进展
2014年4月29日
主要内容
一、海洋微生物的概述 二、未培养微生物的研究 三、海洋微生物培养的新方法 四、前景展望
概述
人类生存在一个被海洋覆盖的星球，海洋占地球表面 的70%以上，海洋中的微生物包括细菌、真菌、放线菌及 病毒等，提供了地球近一半的初级生产力，影响气候变化
，参与物质和能量循环等。
研究目标应选择不同的宿主菌株。鉴于7O% 的抗生素来源于放线菌的事
实，若以寻找抗菌、抗肿瘤活性物质为目标，选择链霉菌为宿主较理想 ；而筛选新的酶则采用大肠杆菌为宜。
二、宏基因组文库构建
3、转化 在宏基因组克隆中，所谓转化是指通过适当的方法使宿主细胞处 于感受态，从而摄取重组DNA的水平方向的基因转移过程。 其方法有CaC12法和电穿孔法。 CaC12法即用高浓度的Ca2+诱导细胞使其成为能摄取外源DNA 的感 受状态，该方法自建立以来已广泛用于以大肠杆菌为受体的重组质粒 的转化，但该方法转化效率不高。 电穿孔法是用高压脉冲电流击破宿主细胞膜或击成小孔，从而使 外源DNA由小孔进入细胞，转化效率较高。
基平板上却仅有少数的细菌（0.01-0.1%）能形成可见的
菌落。大多数海洋微生物不能获得纯培养的原因可能是多 方面的。
1、海洋微生物难培养的原因
1.1 实验室的纯培养破坏了微生物细胞之间的交流 许多海洋微生物与其他海洋生物/微生物处于共生状态，
或其生长受周围其他海洋生物/微生物代谢产物以及一些其
它生长因子的影响，离开原生态环境则难以生长。 例如：铁是所有微生物的一种必需元素，而实际上海水中的 铁浓度非常低(＜0.4μM )，并且只有极少数海洋细菌能够 产生从环境中获取铁的铁载体（siderophores），这是一种
一、环境样品DNA提取
样品提取方法 物理法：冻融法、超声法、玻璃球珠击打法、液氮碾磨法
化学法：常用化学试剂有表面活性剂、盐类、有机溶剂等
酶裂解法 依据提取样品总DNA前是否分离细胞，又可以分为原位裂 解法和异位裂解法。
一、环境样品DNA提取
1、原位裂解法（直接提取法） 原位裂解法是在环境样品中加入DNA提取缓冲液，使细胞裂解然后从 样品中直接提取DNA并纯化的方法。
可见的菌落，这些生长快的微生物会产生大量过氧化物、自
由基和超氧化物，这些物质的存在使那些适应能力较差或生 长较慢的微生物细胞受到损伤，从而不能生长。
1、海洋微生物难培养的原因
1.4 生长缓慢的微生物被忽视 当把微生物从原始的生态环境中突然转入人为的环境时 ，适合生长的微生物占据优势地位,它们对营养成分的大量摄
二、宏基因组文库构建
1、载体系统选择
常用的克隆载体有:
质粒载体(如pUC18和pUC19)，插入片段一 般小于10 kb； Cosmid(黏粒载体，如pWE15)，插入片段 30～45kb；
BAC(细菌人工染色体，如pBeloBAC11)，
插入片段大于100kb。
二、宏基因组文库构建
1、选择合适的载体系统，应考虑以下因素 : 所提DNA的质量及研究目的，包括插入目的片段的大小、 所需要的载体拷贝数、使用的宿主以及筛选方法等。
，其整个细胞常缩小成球形，用常规培养基在常规条件下
培养时不能使其繁殖，但它们仍然具有代谢活性。这时细 菌呈休眠状态，是细菌的一种特殊存活形式。
2、对未培养微生物的研究
由于上述的种种原因，大多数海洋微生物尚未被培 养。目前，对不能进行纯培养的微生物的主要研究是依赖 分子生物学手段，不需要对微生物进行培养，直接提取微
(2)实验室传统的微生物培养方法是平板培养或液体震荡培 养，这种培养方式与海洋微生物原始的生活环境差距太大 ，也会导致微生物的不生长。 (3)目前微生物的培养基只有有限的几种营养成分，不能提 供微生物生长繁殖的一些必须的元素物质。
1、海洋微生物难培养的原因
1.3 氧化胁迫引起细胞损伤 当海洋中的微生物从自然环境突然转入人为环境时，一 些对新环境适应能力较强或生长较快的微生物很快形成肉眼
，提供了一种探知微生物多样性结构和功能基因组的免培 方法，是一条寻找新基因及其产物的新途径。
宏基因组技术在开发未 培养微生物中的应用
1998年，ARIDA Pharmaceuticals公司的科学家Handelsman等首次
提出宏基因组(the genomes of the total micro biota found in
二、宏基因组文库构建
2、宿主系统选择 宿主菌株的选择主要考虑： 转化效率，重组载体在宿主细胞中的稳定性，宿主能否为相关功能 基因提供必需的转录表达体系，对异源表达基因产物提供必需的转录表 达体系，对异源表达基因产物是否有较强的相容性，以及目标性状(如 抗菌性)及缺陷型等因素。 研究表明，不同微生物种类所产生的活性物质有明显差异，不同的
生物基因组，通过基因组学、蛋白质组学等手段来了解未
培养微生物的代谢途径、基因表达的调控机制等信息。
基于16S rDNA基因分析的方法在研究环境中的分类单 元和物种时起了很大的作用。但所能提供的信息量也是很 有限的。近年来发展起来的宏基因组学，利用分子生物学
的研究方法绕过纯培养技术来研究微生物的多样性及功能
小分子量铁螯合化合物。
1、海洋微生物难培养的原因
研究发现，当向含低浓度铁（含0.1 μM Fe(III)）的 培养基中加入外源的铁载体和C8-HSL(辛酰基高丝氨酸环内 酯)时，原本在低浓度铁培养基上不能生长的海洋细菌也能
形成菌落。这说明本身不能产生铁载体的海洋细菌在其他能
产生铁载体的细菌存在的情况下也能从环境中获取铁，这是 微生物之间的一种共生关系。
2、异位裂解法
异位裂解Hale Waihona Puke Baidu是先把微生物细胞从环境样品中分离出来，再
从微生物细胞提取DNA并纯化。 优缺点：所得的DNA纯度较高，但DNA产量及所包含的基因组信 息的广泛性不及直接提取法并且操作繁琐、成本高、得率低。
间接提取法提得的DNA片段长度相对较长（20-500Kb），适合构
建黏粒（cosmid）文库和细菌人工染色体（BAC）文库。
2 化合物结构水平的筛选
化合物结构水平的筛选(Screening on compound structure)是根据不
同结构的物质在色谱中有不同的吸收峰值，通过比较转入和未转入外源基
因的宿主细胞或发酵液抽提物的色谱图，筛选产生新结构化合物的克隆子 。
这一方法可直接筛选到新结构化合物，但不一定有生物活性，且工作量
三、宏基因组文库筛选
1、 功能驱动的筛选
2、 化合物结构水平的筛选
3、 序列驱动的筛选 4、 底物诱导的筛选
1 功能驱动的筛选
功能驱动的筛选(Function-driven screening)即基于活性的筛选。 是根据重组克隆产生的新活性而进行筛选的方法。
优点：只要基因能在宿主中表达，就可以根据基因表达特性进行筛选，能迅速找到
可用于工农业和医药业的酶等蛋白质和抗生素等天然产物； 缺点：目的基因必须能在宿主中进行功能表达，而基因表达与否除了和宿主有关外
，还决定于基因本身的完整性，这就要求一方面要选择合适的宿主菌株，另一方
面要求克隆到基因或基因簇的全长，一旦克隆过程中基因的某个组件遭到破坏将 使基因无法表达，也就不能根据表型加以筛选。筛选工作量大、效率低。
优缺点：该法提取的DNA产量较高，操作容易、成本低，但纯度低，腐 植酸等污染严重，往往还需要经过纯化处理才能满足后续分子生物学操 作的需要，此外，由于机械剪切作用较强，提得的DNA片段长度有限（ 1-50Kb），常适用于构建小片段插人文库(以质粒和噬菌体为载体)的 DNA提取。
一、环境样品DNA提取
1、海洋微生物难培养的原因
另外，在饥饿状态下大多数微生物基因表达所涉及的 cAMP、与大多数革兰氏阴性菌的密度感应系统(quorum sensing)密切相关的酰基高丝氨酸内酯(HSLs)分子等都可能
是细胞之间沟通的信号分子。实验室对海洋微生物的纯培养
破坏了微生物之间的这种共生状态，微生物之间的信息交流 被阻断，生长必需的信号分子和生长因子缺乏，如许多海洋 细菌离不开藻类分泌的生长因子和维生素，所以表现为不可 培养。
宏基因组学技术流程
1、从环境中提取宏基因
组DNA； 2、用核酸内切酶切割成
一定长度的DNA片段
并连接到合适的载体 上；
3、转化宿主菌，形成一
个重组的DNA文库即 宏基因组文库； 4、宏基因组文库筛选。
一、环境样品DNA提取
提取步骤通常需要满足两个条件：
①尽可能提取样品所有微生物的基因，
②保持片段的完整和纯度。
绝大多数还是未可培养微生物, 对于海洋未可培养微生物的
研究才刚刚展开,如何快速大量地分离、培养和鉴定海洋生 态系统中的微生物，成了深入研究海洋微生物及大规模从海 洋微生物中筛选生物活性物质的瓶颈。
1、海洋微生物难培养的原因
基于16S rDNA序列分析的研究方法显示，海洋中的绝 大多数微生物都未获得纯培养。Kogure等用直接活菌镜检 计数法发现海水中90%以上的细菌都是活的，但是在培养
特性
与陆地相比，海洋环境以高盐、高压、低温和稀营养为
特征。海洋微生物长期适应复杂的海洋环境而生存，因而有
其独具的特性。
1.嗜盐性
2.嗜压性 3.嗜冷性
特性
4.低营养性
5.趋化性与附着生长
6.多形性 7.发光性
研究进展
海洋微生物包括可培养微生物和未可培养微生物, 对于 可培养微生物的研究在很早就已经开展。然而海洋微生物中
取使生长缓慢的微生物得不到充足的营养而生长受到限制。
在培养基平板上，一个菌落中细胞的数目至少为105个才能用 肉眼观察到，而那些生长速度较慢、其生长达不到高密度的 细菌种类，在培养基上用肉眼是看不到菌落的，从而导致这 些微生物的生长不被发觉，表现为“不可培养”。
1、海洋微生物难培养的原因
1.5 活的非可培养（VBNC）状态细菌的存在 细菌的VBNC状态，是指某些细菌处于不良环境条件下
微生物可能有抑制作用，甚至会出现底物加速死亡
(Substrate accelerateddeath)现象。
1、海洋微生物难培养的原因
同时，实验室培养无法完全模拟海洋环境，而生存环 境的巨大改变往往导致微生物不可培养。 (1) 在海洋中，微生物处于开放、流通的大环境，但在实验
室培养时，微生物只能在恒温、恒湿的条件下生长。
1、海洋微生物难培养的原因
1.2 培养条件与原生态环境差别太大 由于自然界中微生物数量庞大，其可利用的营养物质极 其匮乏，多数处于“寡营养”状态。常规的微生物培养基
，其营养物浓度远远高于微生物生长的自然环境，高浓度
的营养物质可能比较适合于那些生长速度快且对高浓度营 养物质有抵抗能力的微生物，但是对那些生长速度较慢的
大、成本高。
3 序列驱动的筛选 序列驱动的筛选(Sequence-driven screening)是根据已 知功能的基因序列设计探针或PCR引物，通过核酸杂交或
海洋环境具有高盐、高压、低温、缺氧等特点，海洋 微生物形成了有别于陆生生物的独特新陈代谢途径、生存 繁殖方式、适应机制, 从而代谢产生结构独特的、具有多 种生物活性的次级代谢产物。
概述
在过去的几时年间，从陆生微生物中发现新型生物活
性物质（如新型抗生素）的速度越来越慢，人们越来越多
的把目光集中在海洋微生物上（例如海洋放线菌、粘细菌 等），希望从中发现新型生物活性分子。 海洋微生物来源的天然产物化合物具有高度的化学多 样性(结构类型包括生物碱、聚酮、萜类、大环内脂、肽 类、脂肪酸、酰胺等)和生物活性多样性(包括抗病毒、抗 菌、抗炎、抗肿瘤等多种活性)。