微生物学 第七章 微生物生态和农业微生物应用...

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1、第七章微生物生态和农业微生物应用技术《微生物学》本章主要内容1、环境与生态2、环境中的微生物3、微生物与生物地球化学循环4、生物间的相互关系5、应用微生物技术6、资源微生物开发的理论和实践《微生物学》环境与生态环境：生物体外的空间；环境因素：化学因素、生物因素、物理因素生态与生态系统：生态：区域内生物因素、化学因素和物理因素的协调统一。生态系统：一定空间内生物因子和非生物因子通过物质循环和能量流动形成的相互作用、相互依存而构成的一个系统。包括宏观生态系统和微生态系统生态平衡：一定生态系统内三因素协调的动态稳定生物因素：生产者、消

2、费者、分解者《微生物学》环境与生态生态学：研究生态系统内物理、化学、生物因素相互作用的学科。生态学研究的主要对象：生物圈：地球省存在生物的地方；生态系统：具有不同三因素但三因素稳定协调的不同区域环境；群落：指一定生态系统内的某类生物的总和；种群：指一定生态系统内不同类群的某些不同种类的总和；《微生物学》环境中的微生物生物圈（biosphere)：地球上有生物分布的区域叫生物圈，包括大气圈、岩石圈、水圈、土壤圈等。生态系统的生物：生产者、消费者和分解者《微生物学》生产者消费者（主要光合生物）（各种动物）分解者（化能有机营养型微生物

3、，分解死亡的生物体）食物链环境中的微生物《微生物学》生态系统内生物之间的相互关系植物动物微生物食物链协助种群扩大促进植物生长协助种群扩大促进微生物生长（动物体内、体外）促进生长、传染病促进生长、植物病害促进生长和繁殖环境中的微生物《微生物学》研究微生物生态的意义：有利于了解微生物的生态分布，任何微生物都有一定的生态分布；通过了解微生物生态分布和变化，有助于了解环境变化及原因，为人类控制环境变化提供依据；研究种群组成，有助于认识微生物的生物多样性（物种多样性、遗传多样性和生态多样性）。研究种群组成，有助于发掘丰富的资源微生物，同时

4、推动微生物进化、分类的研究，为应用微生物技术提供丰富的材料。环境中的微生物《微生物学》微生物种群研究，也就是微生物区系分析，微生物区系分析方法包括：传统的基于可培养技术的方法。工作步骤：采样→数量测定、纯种分离→分类鉴定→生物学特性研究（包括表形性状研究和遗传也行研究）；基于非培养技术的方法。包括（1）TGGE技术，DGGE技术，工作步骤：样品总DNA提取→设计引物→PCR扩增保守区段（原核生物为16SrDNA,真核生物是18SrDNA）→TGGE或DGGE电泳技术分离保守区段的扩增混合物→回收保守区段→质粒或噬菌体载体连接→克

5、隆到受体细胞→测序公司对保守区段测序→序列提交GenBank→构建系统发育树。《微生物学》（2）RNA探针技术。工作步骤：样品总DNA提取→根据保守区段设计合成RNA探针→探针标记（荧光标记、放射性同位素标记、生物素标记）→探针和总DNA杂交→杂交识别《微生物学》环境中的微生物土壤中的微生物：不同类型的土壤和理化性质不同的土壤，微生物的种群和数量是不相同的，微生物种群和数量上的变化，直接反映出不同土壤理化性质的不同和变化。土壤中的微生物，从数量看，细菌>放线菌>真菌(霉菌）>真菌（酵母菌）>藻类>原生动物。以重量计，真菌>细菌>

6、原生动物>藻类>酵母菌。特殊的微生物类群可指示土壤类型和土壤优劣的作用。根据土壤中微生物种群组成和数量上的变化（土壤微生物区系分析），作为土壤改良的生物指标。《微生物学》环境中的微生物水体中的微生物水体的自净化作用：污染的水体在快速流动和氧气充足时，水体会自我净化。空气中的微生物：空气消毒和过滤是防止病源（或医源）微生物的重要措施，通常的空气消毒方法是紫外灯消毒和化学药剂熏蒸。工业产品上的微生物：农业产品上的微生物：在实际应用中主要是防止腐败和农产品的微生物加工。《微生物学》环境中的微生物极端环境下的微生物：极端微生物：生长在极

7、端环境如高温、高压、低温、高酸、高碱、高毒、高渗、干旱、强辐射的微生物。极端微生物的细胞结构、生理、代谢、遗传都和普通微生物不同。主要包括以下几种类型：①嗜热微生物耐热菌：30℃<生长温度<45-55℃兼性嗜热菌：30℃<生长温度<50-65℃专性嗜热菌：42℃<生长温度<65-70℃极端嗜热菌：最低42℃<生长温度最高>70℃超嗜热菌：最高113℃，最适80-110℃，最低55℃。分布：草堆、厩肥、堆肥、煤堆、温泉、火山地、地热区域土壤、海底火山口附近。极端微生物中古细菌占很大部分。应用：高温堆肥；耐热酶。《微生物学》环境中的

8、微生物②嗜冷微生物：指一类最适生长温度低于15℃,最高生长温度低于20℃以及一些最低生长温度在0℃以下的微生物。分布：冰箱；冷库；寒冷地带。③嗜酸微生物：只能生活在PH<4的环境中的微生物。④嗜碱微生物：指专性生活在pH10～11强碱性下的微生物。分布：碱性盐湖