微生物生态资料

§根际微生物对植物的有害影响
◎ 引起作物病害 棉花的黄萎病－轮枝霉 棉花的枯萎病－镰刀霉
◎
竞争有限养分
（2）菌根（与植物共生）
§ 菌根：真菌和植物根的共生联合体。
陆地上97%的植物具有菌根。
外生菌根
根据菌根的形态和结构分
内生菌根
§菌根植物
裸子植物和被子植物的乔木和灌木。以森林树木为主。
§真菌类型
3 常见： 霉菌、酵母菌、芽孢杆菌、产色素球菌、
放线菌孢子。
五 极端环境的微生物
（一）研究极端环境微生物的重要意义
（二）极端环境微生物的种类
（一）研究极端环境微生物的重要意义
1 开发利用新的微生物资源（基因资源） 2 提供微生物生理、遗传、生命科学的新材料 3 为生物进化、生命起源的研究提供新的材料。
反应根际效应的指标：
根土比＝ （R/S ration）
根际中的微生物数量 无根际土壤中微生物数量
离根越近，根土比越大，根际效应越明显。农作物 比林木大，豆科作物较非豆科大。
§ 根际微生物对植物生长的有益影响
◎ 分泌生长调节剂促进植物生长。 ——维生素、氨基酸、生长刺激素。 ◎ 分泌抗菌素，避免土著性病原菌侵染。 ◎ 固氮增加N素营Leabharlann Baidu。
5 极端嗜盐微生物（halophilic microorganisms）
6 极端嗜压微生物（barophilic microorganisms）
1 极端嗜热微生物
（1）最适生长温度
大部分是古细菌。80℃~110℃。 （2 ）分布 热泉、岩石表面、堆肥、厩肥、工厂冷却水。 （3 ）耐热机制 蛋白质、核酸、类脂 质粒的热抗性基因 （4 ）应用 高温发酵 污水处理 耐高温DNA聚合酶
3 极端嗜酸微生物
（1）生长pH值 生长pH为0.9~4.5。pH3~5.5较普遍。 （2）分布 泥炭土、酸性沼泽、酸热泉、火山湖、地热泉。
（3）耐酸机制
细胞壁、细胞膜排斥H+，对H+不渗透。
（4）应用
微生物冶金、生物脱硫（污水处理）
4 极端嗜碱微生物
（1）生长pH值 10.5~11.0。一般pH9以上。碳酸盐是环境碱性的主 要来源。 （2）分布 碳酸盐湖、碳酸盐荒漠、极端碱性湖。 盐嗜碱微生物和非盐嗜碱微生物 （3）应用 蛋白酶、果胶酶、纤维素酶、木聚糖酶用于洗涤剂
biomacromolecile
目录：



第一节 微生物在自然界中的分布 第二节 微生物的生物环境 第三节 微生物在自然界物质循环中的作 用 第四节 人体微生及病原微生物的传播 第五节 微生物与环境保护
第一节 生态环境中的微生物
一 二 三 四 五 六 七 微生物的群落 陆生生境的微生物 水生生境的微生物 大气生境的微生物 极端环境的微生物 动物体中的微生物 植物体中的微生物
三 水生生境的微生物
分类：自然水质（江、河、湖、海等各 种淡水和咸水等） 人工水域（水库、井水、自来水等） 分布：任何水质中都生存着相应的微生物 水生微生物的区系可分为： 清水型水生微生物 腐败型水生微生物
淡水水生微生物区系
▲ 清水型微生物区系特点 有机物少，无机物多。自养菌。包括硫细菌、 铁细菌、蓝细菌、绿硫细菌、水霉、绵霉 ▲ 腐败型微生物区系特点 有机物多。异养菌。腐败细菌，原生动物
引起病害——主要是真菌病害。
2 微生物和植物根相互关系
（1）根际微生物（rhizosphere microorganisms） （2）菌根（mycorrhiza）
（3）共生固氮
（1） 根际微生物（与植物互生）
§ 根际微生物：
邻接植物根1-2mm的土壤区域——根际（根圈）。 根际中生活的微生物——根际微生物。
1 动物体上
皮毛：葡萄球菌、链球菌、双球菌。 肠道：拟杆菌、大肠杆菌、乳杆菌、粪链球菌、 产气荚膜梭菌、腐败梭菌、纤维素分解菌。
2 人体上
◆ 在健康状况下，人体组织血液不含菌。 ◆ 身体的皮肤、黏膜以及一切与外界相通的腔道有许 多正常的菌群。 ◆ 人体内的微生物以细菌为主，约有几十亿～百万亿
人消化道各部位 的重要细菌
（一）土壤的环境条件 （二）土壤中微生物的种类和数量
（一）土壤的环境条件
1 提供养分
（1）微生物、动植物残体 （2）岩石风化 矿物质 土壤 大量元素 微量元素 有机物
2 通气、保水
肥沃土具有良好的团粒结构——团聚体microaggregates 微环境
内部为毛细孔隙—— 具有良好的蓄水保水 能力
担子菌中的牛肝菌、鹅膏菌。子囊菌和藻状菌
§外生菌根：菌根菌交织成菌套包在根系外。进入皮
层细胞的间隙。并形成外延菌丝。 森林树木。
§内生菌根：菌丝体存在于根的皮层细胞间和细胞内。
存在于草、林木和各种作物中。
如：泡囊——丛枝菌根 （VA菌根）
§ 菌根的作用 ◎ 扩大寄主植物的营养吸收面。 ◎ 产生生长刺激素。吲哚乙酸（松树、桦树）
第九章 微生物生态
微生物生态学
生态系统:在一定的空间内生物的成分和非生物 的成分通过物质循环和能量流动互相作 用、互相依存而构成的一个生态学功能 单位。 生态学:是一门研究生物系统间及与环境系统相 互作用规律的科学。 微生物生态学:是一门研究微生物与环境系统间 相互作用规律的科学。即 作 用
生物系统 环境系统
（4）藻类与原生动物
常见藻类：蓝绿藻、鞭毛藻、硅藻。
喜水，分布在湿润土表面、浸水层中 常见原生动物：纤毛虫、鞭毛虫、肉足虫。 富含有机物的土、污泥中，尤其
污水。
2 数量
每克土壤的含菌量大体上有一个十倍系列的
递减规律： 细菌（～108）＞放线菌（～107）＞霉菌 （～106）＞酵母菌（～105）＞藻类（～ 104）＞原生动物（～103） 以每亩耕作层土重30万斤计，细菌的活重为 180～450斤。
微生物群落的特点：
◆ 微环境（紧密围绕微生物细胞的环境） 一块土壤，一段根面 ◆ 稳定性 高度多样性的群落能在一定程度上应付环境条件的变化 两类微生物群落 ◆ 适应性 微生物以改变群体的结构来适应新环境。 优势种具有大量个体，种类少
种类多，每种个体数量少。
二 陆生生境的微生物——土壤中
微生物生活的最好环境
反作用 作 用
微生物系统
环境系统
反作用
生态学研究层次
生物圈>生态系统>群落>种群
biosphere ecosystem community population
> 个体> 器官> 组织> 细胞 >
individual
细胞器 organelle >
碱基
organ
gene
tissue
cell
密码子
>生物大分子 > 基因 > 核苷酸 >
皮肤： 表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌。 鼻腔： 葡萄球菌、类白喉分支杆菌、肺炎球菌、
流感嗜血菌
口腔： 球菌、乳杆菌属、拟杆菌属
胃：
肠：
酸性环境。少数耐酸菌。其它进入的菌都被杀死。 中性或碱性环境。适于微生物生长。拟杆菌、 双歧杆菌、优杆菌、大肠杆菌、肠球菌。 厌氧菌占99%，好氧菌占1%。
正常菌群的致病
（二）土壤中微生物的种类和数量 1 种类
（1）细菌 数量最多。种类最多、功能多样。 形态：杆菌＞球菌＞螺旋状菌。 氧气需要：好氧菌＞厌氧菌 营养类型：有机营养型＞无机营养型。 优势菌： 节杆菌、好气芽孢杆菌、梭状芽孢 杆菌、固氮菌、硝化细菌、反硝 化细菌纤维粘菌。
（2）放线菌 特 点：菌丝不发达，多以孢子存在。
菌被抑制，不敏感的白色假丝酵母、耐 药性的葡萄球菌大量繁殖，引起病变。
◎儿童的消化不良、成人的胃肠炎： 好氧菌、肠杆菌数量增加，
拟杆菌、双歧杆菌减少。
◎痢疾病人： 拟杆菌减少、肠杆菌增加， 出现痢疾杆菌。 除使用药物抑制或杀死致病菌外，还须调整菌群恢复 肠道正常菌群平衡。
七 植物体中的微生物
1 植物表面微生物
干旱、荒漠土放线菌比例升高。 重要属：链霉菌属70～90％ 诺卡氏菌属10～30％ 小单胞菌属1～15％
产生的抗生素在农业生产中有使用价值的
约数十种。重视对它们的研究。
（3）真菌 点：一般农田土：半知菌亚门霉菌多； 森林、草地：担子菌亚门菌多； 果园土：酵母菌多。 筛选有益真菌：是某些植物病菌的藏身地。 因此，对土壤真菌生态调查和应用研究在农 业生产上有重要的意义。 特
（二）极端环境微生物的种类
1 极端嗜热微生物（hyperthermophile） 2 极端嗜冷微生物（psychrophilic microorganisms） 3 极端嗜酸微生物（acidophilic microorganisms） 4 极端嗜碱微生物（alkalitrophic microorganisms）
2 微生物和植物根相互关系
1 植物表面的微生物
附生微生物——定居于活植物茎、叶、果实表面的
微生物（地上部分）。（互生）
◆
叶面的附生微生物以 细菌为主，其次是
酵母菌和少量丝状真菌，放线菌很少。
多种微生物的孢子、芽孢。
◆
天然的接种剂
乳酸杆菌－－腌制泡菜、酸菜和青储饲料。 酵母菌－－葡萄酒的自然发酵。
◆
海水微生物区系
嗜盐菌，盐生盐杆菌。发光细菌
四 大气生境的微生物
缺少必需的营养物质、水分；存在紫外线。 空气不是微生物的栖息场所。
1 来源：尘埃漂浮进入。
多以孢子和其它休眠体形态存在。
2 分布：禽畜舍、公共场所、医院、厕所、宿舍、
城市街道，微生物含量高；海洋、高山、 森林、极地等微生物含量少；梅雨季节 霉菌含量高。
团聚体间为大孔隙— —透水通气。
3 渗透压
土壤溶液的渗透压为0.5～5.0个大气压。
一般细菌的渗透压多为3～6个大气压
4 pH值
多 数 土 壤 多数细菌、藻类、原生动物 放 线 菌 真 菌 pH值5.5～8.5 pH值 6.5～7.5 pH值 7.5～8 pH值 5～6
5 保温性
昼夜温差、季节温差变化小。
（1）生长压力 深海底部1.01×108Pa(1000大气压) 油井深部4.05×107Pa (400大气压) （2）应用 研究工作受到一定限制。
六 正常人体及动物体上的微生物
正常菌群：正常寄居在人体、动物体内或体表的 微生物菌群。是人和动物个体重要
的生理组分，对宿主必不可少。
特 点：生活在健康部位、数量大、种类稳定。 以一定比例混合存在，并不对宿主 造成危害引起疾病。
嗜热微生物
嗜热菌的类型：
超嗜热菌 极端嗜热菌 专性嗜热菌 兼性嗜热菌 耐热菌
2 极端嗜冷微生物
（1）生长温度 可以在低于0℃或5℃的环境下生活。多G-菌。 （2）分布
极地、深海、冷冻土壤、阴冷洞穴、低温保藏食品。
（3）嗜冷机制
细胞膜脂含有大量的不饱和、低熔点脂肪酸。
（4）应用 获得低温蛋白酶用于洗涤剂，节约能源。
◎ 防御病菌侵染
◎ 机械屏障作用 ◎ 产生萜烯和半萜烯类制霉物质。
§ 菌根的应用
◎ 在木材生产中用客土法和人工接种法使幼 苗形成外生菌根。在木材生产中有重要经 济价值。 ◎ 豆科植物进行根瘤菌和V-A菌根的双接种。
5 极端嗜盐微生物
（1）生长盐度 中度嗜盐菌盐浓度0.5~2.5mol/L； 极端嗜盐菌盐浓度2.5~5.2mol/L（32%）。
（2）分布
盐湖、盐场、盐矿、盐腌制食品。 （3）嗜盐机制 正在研究。紫膜具有排盐作用。 （4）应用 紫膜的质子泵和排盐作用研究。 生物能电池及海水淡化装置。
6 极端嗜压微生物
人体正常菌群和人体是互生关系。但也是相对 的、可变的和有条件的。 ◆人体防御机能减弱：烧伤、黏膜受损、受凉、过度疲劳。 ◆ 正常菌群的易位：大肠菌群进入腹腔或泌尿生殖系统， 引起腹膜炎、肾炎、膀胱炎。 外伤和手术可导致易位。 ◆ 外因破坏了微生物之间的相互制约关系： 长期服用广谱抗生素，对药物敏感的细
§ 根际是微生物生长的特殊微生态环境。
◎ 植物渗出物（碳水化合物、有机酸、氨基酸） ◎ 植物分泌物（维生素、核酸） ◎ 植物黏液 ◎ 溶胞产物（衰老的植物表皮细胞）。
根 际 效 应
根际内的微生物比根际外的多几倍～几十倍
根际效应——
生活在根圈中的微生物，在数量、种类和活性 上与根圈外的微生物相比，有一定的特异性。 该现象称之。
一
微生物群落
自然环境中的微生物存在个体、种群、群落和生态系 统从低到高的组织层次，与动物、植物相比，微生物
具有更强的群体性。
生态系统表现出来的生态功能取决于群落的功能。
群落：
§ 一定区域内或一定生境中各种微生物种群相互松散
结合的一种结构单位——群落。 § 任何微生物群落由一定的微生物种群组成。 § 种群的个体有一定的形态和大小。个体在群落中处 于不同地位和起着不同的作用。 § 种的多样性、垂直结构、水平结构和优势种群是表 征群落结构的重要参数。