第九章 微生物生態(tài)

第九章微生物的生態(tài)微生物生態(tài)學

生態(tài)學（ecology）是一門研究生命系統(tǒng)與其環(huán)境系統(tǒng)間作用規(guī)律的科學。

微生物生態(tài)學的研究對象是微生物群體與其周圍環(huán)境（生物和非生物）條件間相互作用的規(guī)律。生命科學研究中，宏觀到微觀可分10個層次：生物圈、生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群、個體、器官、組織、細胞、細胞器和分子。微生物生態(tài)學研究前四個層次。生態(tài)系統(tǒng)ecosystem：在一定的時間和空間內生物群落與它們的環(huán)境通過物質循環(huán)和能量流動相互作用,相互依存而構成的一個生態(tài)學功能單位。生態(tài)系統(tǒng)=生物群落（生產者+消費者+分解轉化者）+環(huán)境條件生物群落community

：生活在特定空間或區(qū)域的所有生物種群的集合體種群population：生活在特定空間或區(qū)域的同一物種的所有個體的集合體生物圈biosphere：地球上所有生物群落以及它們生存的環(huán)境的總體微生物只是生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的一部分。

微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用有機物的主要分解者；物質循環(huán)中的重要成員；生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產者；物質和能量的儲存者；地球生物演化中的先鋒種類。第一節(jié)微生物在自然界中的分布

與菌種資源的開發(fā)一、微生物在自然界中的分布1.土壤中的微生物土壤是微生物的“天然培養(yǎng)基”，“菌種資源庫”108~109/克肥沃土,106~107個/克貧瘠土分布：表面土數量少；5~20cm處最多；20cm以下隨深度增加而減少10倍系列的遞減規(guī)律：每克耕作層土壤中，細菌（～108）＞放線菌（～107）＞霉菌（～106）＞酵母菌（～105）＞藻類（～104）＞原生動物（～103）

2.水體中的微生物1）淡水水體的微生物

①清水型：化能、光能自養(yǎng)微生物為主，10-103/ml②腐敗型：腸道桿菌、芽孢桿菌、螺菌等，107-108/ml2）海水微生物：多為嗜鹽菌，分布于海洋邊、底部。分透光、無光、深海、超深淵海四區(qū)。飲用水的微生物學標準1）細菌總數：100個/mL（37℃，24小時）2）大腸菌群數：3個/L（37℃，48小時）因霍亂、痢疾等腸道傳染病病原體少，用其同源的大腸菌群作指標，間接反映。水體的自凈作用（selfcleaning）：“流水不腐”

空氣不是良好的微生物生存場所，但漂浮著許多微生物較干燥；紫外輻射；溫度變化大；缺乏營養(yǎng)重要性：與動植物病害的傳播，發(fā)酵工業(yè)的污染以及工農業(yè)產品的霉病變質有很大關系。3.空氣中的微生物場所空氣中的細菌數/(個/m3)蓄舍1~2×106

宿舍2×104

城市街道5×103

公園200海面1~2北極0~14.工農業(yè)產品上的微生物工業(yè)產品的霉腐;食品的微生物污染;農產品上的微生物：5.極端環(huán)境下的微生物6.生物體內外的正常菌群正常菌群：生活在健康動物各部位，數量大、種類穩(wěn)定且一般有益無害的微生物種群。人體的正常菌群:口鼻腔、消化道、泌尿生殖道、皮膚、粘膜。1014個，約為人體總細胞數的10倍。根際微生物和附生微生物二、菌種資源的開發(fā)

“自然界豐富，但理想菌株不易得。”在自然環(huán)境中篩選菌種的一般步驟：1.采集菌樣：有機物含量；深度；植被情況；季節(jié)；方法。2.富集培養(yǎng)：選擇培養(yǎng)基加特殊營養(yǎng)物，在合適條件下，使所需菌大量繁殖。3.純種分離4.性能測定第二虎節(jié)凳微勾生物濫與生嫂物環(huán)蘭境間織的關菊系生物敘間相勒互關謠系：9銹種類木型+舊+、+樣-、+拉0、腦0然+、0馳-、-櫻0、-殲+、-黨-、0箱0（迫0+皮單方任有利石、+字+雙挑方有絕利）一、竊互生雖(me聰ta嫩bi落os凱is鬧)：是指兩鄉(xiāng)豐種可按單獨楚生活司的生趙物，壩當它歲們在返一起廉時，聯通過冷各自陵的代臉謝活勉動而芬有利手對方揚，或燥偏利做于一廣方的煙生活憶方式四?！翱煞侄珊咸妫习确咒h好?！惫痰咕蜕崂w維耳素分寶解菌;人腸炎道中貍正常深菌群匙與人大互生勞。二、憶共生粉(sy稈mb它io輩si炊s)定義盞：兩種輩微生非物共鞠同生右活在休一起燒時，服相互而分工體合作躬、相楊依為辭命，旅甚至黃達到岸難分碗難解南、合樓二為碼一的惑極其賠緊密很相互牽關系援。特點扯：生理潑上相堂互分呈工，傷互換申代謝摧活動登的產勵物；組織勢上形艷成新鏈結構--共生爐體，毛一旦罩分離府，各畏自不償能很脹好地電生活咽。1.蜜微生盡物間(地衣):絲狀僅真菌折和藻撕類的藥共生撓體；2.將微梅生物陪與植舌物間(根瘤)；3.示微期生物成與腸動物傾間：呆反芻默動物漲與瘤性胃微數生物黎；白除蟻與爽原生聞動物挖。地衣震（Li津ch遇en頌s）共生老菌從許基質壩中吸店收水龜分和鈔無機膨養(yǎng)料??；共生未藻進直行光地合作穴用，哲合成惜有機識物,使地萬衣能認在十將分貧餓瘠的六環(huán)境堆中生進存。奶牛擇的瘤錄胃微遼生物根瘤澆和菌陡根指一助種小且型生齒物生展活在逆另一店種較守大型扯生物慢的體籠內或買體表傭，從慘中奪泳取營北養(yǎng)并乓進行趣生長剃繁殖品，同傘進使懂后者嘩蒙受勻損害名甚至秤被殺廣死的絮一種馬相互些關系勤。寄生混物，寄主。細胞受內和鞏細胞穗外寄乎生；鋒專性疾和兼胞性寄濱生噬菌乳體--細菌情、昆貪蟲病普原微乳生物三、頭寄生亡(pa虹ra咐si節(jié)ti鉤sm俗)真菌碗間的妥寄生屠：分泌培毒素謎，再始纏繞缸致死螞；纏繞尤，接擁觸部偶位侵卷入吸草收營只養(yǎng)將菌乓絲或師吸器木伸到漢寄主梨真菌縮慧絲內卷或與墓寄主豈菌絲凈接觸差，溶溝解寄墓主細丘胞膜較，吸摩取其昆營養(yǎng)邀物質圖A:一種什芽孢抖桿菌昂產生亮的細漢菌素舅對茄薯子黃祝萎病逝菌的藝拮抗碼作用辛；圖B:五株棍放線她菌的盛菌絲候瓊脂包塊對委黃瓜鄰枯萎苗病菌某的拮筒抗作帝用.某種謹生物柔所產羞生的況特定食代謝搬產物否可抑忘制他宰種生劫物的砍生長緩發(fā)育禮甚至零殺死晚它們讓的一逐種相栽互關炭系?！芭庞鲁愥劶骸狈翘貎敭愋云呛吞貛r異性危拮抗喝。泡盲菜、骨抗生叛素四、兼拮抗歉(an燒ta趕go接ni樂sm豬)一種燃較大西型的持生物而直接勿捕捉請、吞喬食另歪一種哭小型齊生物瓶以滿座足其仰營養(yǎng)殘需要任的相基互關毛系。“損駛人利換己”原生裂動物--細菌舊，黏下細菌渠和黏輝菌--細菌停、藻俘類、綱霉菌甜和酵魂母菌懼。五、尸捕食段(pr苦ed哥at笛is幟m,肉pr攀ed抵at克io跟n)六、懂競爭風：生活夸在同窮一環(huán)眨境中澇的兩低種微護生物酸，對輛營養(yǎng)塵物質紡、溶賤解氧僑、生伴活空勿間等柱共同判要求帳的環(huán)巴境因噴子的沾相互峽爭奪占、相答互受玩到不旋利的尚影響決。“明嫌爭暗幣斗”由于追在競既爭中爐，兩只者都挽要消荷耗有墨限的塘同一瓶養(yǎng)料衣，結轎果使信兩種哭微生敲物的巖生長夸都受格限制殊。損人認不利身己啤酒士發(fā)酵搏過程廁中培等養(yǎng)酵姐母與葛野生宋酵母七、奮種間插共處沸：兩種襪微生舊物相評互無捐影響換地生匙活在錢一起流，不胳表現館出明沒顯的返有利戒或有血害關丸系。乳桿沿菌（La紅ct染ob返ac鞠il說lu排ssp拖.）和刷鏈球店菌（St濃re筑pt祝oc滲oc停cu維ssp披.）嚴格褲地講蘆，自盈然界撈中的強多數赴植物覆沒有券傳統(tǒng)趁意義溝上的惕根系潮，只信有菌膊根。范因此盯，有削關植刻物的井研究彼如果譽不考捕慮菌伐根或犧者菌胃根的窩影響款就不越能全扛面反叛映植森物生燭長的匙真實啄情況創(chuàng)。第三鞠節(jié)歡菌善根菌根My拾co鬼rr胳hi帳za匹(fu仇ng陶us妹-r算oo估t)My四co窄rr機hi包za鄙sPl儉an漏tSo喂ilFu醋ng增i'M嫂yc悄or大rh印iz叼a介is灰a跳n罰am魚e政of恥a叨w績id肝es扔pr紫ea袋d惠ro態(tài)ot舊s墓ym姿bi嬸os債is裝.Th菌e冷my染co舟rr頃hi委za心i匪s功no以t魂th彈e動fu鍵ng祖us狗,bu醬t紋ra疾th荒er活t幅he削c凝om曬bi交na往ti挖on洲o拜f艙fu爬ng催us楊a多nd彎p除la凱nt才‘Pl洪an綱t奔Di刊ve嘩rs押it易ySo縫il版E矮co賣sy潛st詢em怖sFu陸ng雞al系D彈iv腎er擇si趕ty菌根承的世陰界性繪分布宿主予多樣歸性，侄如被祝子植梯物、非裸子告植物賤、蕨拾類、抵蘚類東，還唐是草鹽本、廊木本功或藤進本植盟物，圓涉及破重要騙的農繪作物雅、經治濟作箏物如覽小麥沙、玉螞米、虎棉花緩、高瞇粱，弓等以賽及以菠及園鉗藝植冤物、壓藥用漁植物摩、野干生植垂物和肌經濟銅林木絲式等據統(tǒng)含計>9重0%維管釘束植較物的隔科屬誕于有節(jié)菌根添的科蔬，約30夠0,憐00博0種以飽上植袖物是冶菌根基植物生態(tài)陣環(huán)境童的多刮樣性拳，如燈熱帶昌雨林缸、熱梁帶原哪始林尾、人拔工林猴、天逝然次象生林送、自套然保峰護區(qū)驚等生恩態(tài)環(huán)旺境甚油至一約些極鵲地高鼓山等俗都有防分布朵以及燈一些映濕地摸、沼以澤、餃河流捧、湖業(yè)泊等焦水生柴環(huán)境此外斗，AM還大扭量存亞在于卸農田袍、果師園、希菜地修、林踐地、深草地戒和草他原等擴，甚值至一寨些脅圾迫環(huán)籍境中襖也有AM的分龍布，下如鹽蜘堿地戀、退籃化土擴壤、親退化岔草原個、重韻金屬旬污染守區(qū)、蹲礦渣輪堆等研究切表明腳菌根滾是呈截世界筑性分啟布的1.外生蟻菌根顫。真枝菌菌咐絲大累部分辛包被偵在植像物幼振根的功表面督，形卷成白紙色絲段狀物況覆蓋魄層，鉤只有椒少數戲菌絲牽伸入支根的今表皮席、皮搬層細漂胞的耕胞間森隙中醬，但鍛不侵習入細野胞之眼中。邁以菌剩絲代答替了罵根毛孤的功摟能，厚增加掙了根嫌的吸虎收面模積，奸具有出外生矩菌根澤的根確尖通嘴常略紗變粗送。如辰馬尾耀松、縱云杉膨、櫟駝屬等2.內生袖菌根詞。真娘菌的綁菌絲詠通過小細胞鍋壁大權部分沃侵入騎到幼曉根皮蜓層活志細胞盯內，稠呈盤剪旋狀策態(tài)。掩在顯架微鏡臨下，業(yè)可以炮看到目表皮媽細胞貢和皮念層細勢胞內拼散布霧著菌斤絲。紗如胡撐桃、鉤桑、敞葡萄足、李筐、杜俊鵑及噸蘭科荒等植縫物3.內外代生菌諒根。值兩種者菌根隱的混神合型壺。真稼菌的吊菌絲職不僅櫻從外謹面包拿圍根捷尖，柴而且以還伸賣入到邊皮層染細胞巡壽間隙餡和細施胞腔什內，等如蘋鞭果、簽草莓界等外生備菌根肚能代藏替根儲毛擴愈大林兩木根股系的飼營養(yǎng)區(qū)吸收阻面積針，促猜進生問長；鹿增加臺林木余抗逆歪性；淺防御艷病害外生糞菌根叢枝廉菌根OR泡囊-叢枝糞菌根泡囊(貯存辣養(yǎng)分矩、繁斗殖)和叢馳枝(物質鬼交換藥的優(yōu)薦勢位憶點或塞主要捧場所)中柱斜鞘皮層AM呈F根外飾菌絲根組軟織內筐叢枝撿菌根內結構事多樣勾性植物丹細胞調壁叢枝叢枝泡囊叢枝隊菌根AM營養(yǎng)謠上互凡惠共麗生關他系宿主:供給AM完F賴以捏生長袋的碳水帖化合卵物等真菌:回饋密水份恨、礦屢物質漂等及生卡態(tài)、允生理綢學作幕用AM營養(yǎng)墾吸收盛的特井征：a.精細?≈毀0.怎01滅mm螺c厚.泡囊(貯藏)b.無隔d.大量礦的叢對枝(營養(yǎng)犯交換)AM瘦--植物逆營養(yǎng)從吸收菠的主還要結蔥構10括0-固20斧0m呈o壘f紐奉hy柱ph魔ae溝/m陶r捉oo蠟t8責to牌2銷0吊km賭h列yp鍬ha抵e/劑L礎so豬il(S昂ch獅re轉in恥eret各a攤l.,緊1污99躍7)AM、菌工絲橋相與菌繩根依直賴集挑團AM糞F通過遺其伸假展在奸土壤薯中的詠根外稼菌絲劣在同善種和抽不同尖種植刷物根質系間彩形成本菌絲串橋把謀一些鴨同種取或無歌親緣秧關系垃的植板物結報合在妥一起焰形成測“爸依賴鋼植物尊集團,以菌索絲為聰通道,在植灘物之趨間傳陪遞物辛質和坦信息,雙向轟傳遞C、N和P等物腰質,影響繼生態(tài)云系統(tǒng)艇中的昌資源邊配置菌根傘概述AM生態(tài)最功能如的重勺要性提高藍植物夏根系闖吸收士水、茄肥特油別是P的能撐力提高撲植物彈對礦填物質溪和有盲機質幻玉的分逝解和理利用分泌繼生長昌激素騰和生惜長調迎節(jié)素健，促熄進植訂物生頑長增強嚼植物遙的抗旬逆性染、抗毒病性提高鈔苗木摩成活談率改良漏土壤血，提廟高其洽生產統(tǒng)力……AM在不屑同組伶織水信平上咳影響坐生命礙系統(tǒng)碌的過嗎程和滅功能AM沸:植被君恢復插過程辛中的違功能懼性助掛手20世紀30年代,美國林南加芬州加響勒比化松引聰種Vo格zz幕o,夸Ha昂ck緩sk育ay產lo眉,1催97塌1)20世紀80年代,美國占圣地鈴亞哥澤海濱印海潤燕麥(S怪yl傭vi悟a,舍1苗98擊9腹)Ca縱ra跌va嫌ca等(2遭00米3)對西歷班牙宴東南昆部地賽中海提半干葬旱地布區(qū)的牢休耕弓農田軟進行獲生態(tài)屈恢復誰；En