國(guó)家級(jí)課程-浙江大學(xué)-微生物學(xué)-第九章微生物生態(tài)系

微生物學(xué)

Microbiology第九章微生物生態(tài)系Microbialecology微生物微生物植物互利共生競(jìng)爭(zhēng)寄生拮抗捕食有益有害營(yíng)養(yǎng)和生存環(huán)境，抑制病原微生物植物的病原菌第一節(jié)自然環(huán)境中的

微生物生態(tài)自然界中的微生物生態(tài)在一定在生態(tài)體系中，發(fā)育著不同特征性的微生物類群和數(shù)量，并在物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)化中，呈現(xiàn)出各自不同的活動(dòng)過程和活動(dòng)強(qiáng)度這種強(qiáng)度受環(huán)境因子直接或間接的影響，也受微生物本身具有的適應(yīng)性的影響微生物生態(tài)學(xué)與微生物生態(tài)系微生物生態(tài)學(xué)微生物生態(tài)系MicrobialEcosystemMicrobialEcology研究處于環(huán)境中的微生物，和與微生物生命活動(dòng)相關(guān)的物理、化學(xué)和生物等環(huán)境條件，以及它們之間的相互關(guān)系的科學(xué).即是在某種特定的生態(tài)環(huán)境條件下微生物的種類、數(shù)量和分布特征，以及參與整個(gè)生態(tài)系中能量流動(dòng)和生物地球化學(xué)循環(huán)的過程和強(qiáng)度的體系.自然環(huán)境中的微生物MicroorganismsinNaturalEnvironments紫硫細(xì)菌綠硫細(xì)菌真菌土壤中的微生物水體中的微生物空氣中的微生物極端環(huán)境中的微生物自然環(huán)境中的微生物土壤中的微生物礦質(zhì)元素水分通氣條件pH值溫度動(dòng)植物和微生物殘?bào)w微生物生長(zhǎng)繁殖的良好基地土壤土壤中的微生物放線菌細(xì)菌真菌藻類原生動(dòng)物大多為異養(yǎng)型，少數(shù)為自養(yǎng)型。按生理分:固氮細(xì)菌、氨化細(xì)菌，纖維分解細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、硫酸鹽復(fù)原細(xì)菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌主要是鏈霉菌(Streptomyces)有藻狀菌、子囊菌、擔(dān)子菌和半知菌類，以半知菌類最多。

硅藻、綠藻、裸藻、

金藻和黃藻，水網(wǎng)藻和水綿等絲狀綠藻，衣藻、原球藻、小球藻、絲藻、綠球藻等。有纖毛蟲、鞭毛蟲和根足蟲等。無(wú)性繁殖。土壤中的微生物土壤中微生物數(shù)量與分布，由于土壤質(zhì)地發(fā)育母質(zhì)、發(fā)育歷史、肥力、季節(jié)、作物種植狀況、土壤深度和層次等等的不同而又很大差異每克肥沃土壤可有幾億至幾十億個(gè)微生物。貧瘠土壤僅有幾百萬(wàn)至幾千萬(wàn)個(gè)微生物土壤微生物中，以細(xì)菌最多，作用強(qiáng)度最大，放線菌和真菌次之，藻類和原生動(dòng)物等數(shù)量較少，影響也小土壤中的細(xì)菌土壤中的細(xì)菌占土壤微生物的70%～90%。其生物量可占土壤重量的1/10000左右，土壤有機(jī)質(zhì)的1%左右。每ha可有1350～3375kg細(xì)菌數(shù)量大、個(gè)體小，與土壤接觸的外表積特大，是土壤中最大的生命活動(dòng)面，最活潑的生物因素土壤細(xì)菌大多為異養(yǎng)型，少數(shù)為自養(yǎng)型，積極參與著有機(jī)物的分解和腐殖質(zhì)的合成以及各種礦質(zhì)元素的轉(zhuǎn)化有許多不同的生理類群，如固氮細(xì)菌、氨化細(xì)菌、纖維素分解細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、硫酸鹽復(fù)原細(xì)菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌等等都有存在，但分布不一土壤中的放線菌數(shù)量?jī)H次于土壤細(xì)菌，每g可達(dá)幾千萬(wàn)至幾億個(gè)，占土壤微生物總數(shù)的5%～30%，甚至更高土壤放線菌以分枝絲狀營(yíng)養(yǎng)體纏繞于土壤有機(jī)物或土壤顆粒，并伸展于土壤顆粒中。生物量與土壤細(xì)菌相當(dāng)土壤放線菌的種類十分繁多，目前的放線菌種主要?jiǎng)e離自土壤。主要是鏈霉菌屬〔Streptomyces〕的種在土壤中的分布以耕作層為主，隨土壤深度增加而數(shù)量、種類減少土壤中的真菌是第三大類微生物每g土壤可含幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)個(gè)。數(shù)量較細(xì)菌少，但其菌絲較粗大、長(zhǎng)而生物量并不比細(xì)菌和放線菌少。每g土壤中的真菌菌絲可長(zhǎng)達(dá)40m，濕重可達(dá)0.6mg左右一般土壤中酵母菌較少，但在果園土壤中較多有藻狀菌、子囊菌、擔(dān)子菌和半知菌類，尤以半知菌類居多真菌在土壤中的分布方式與放線菌相似好氧性，分布于土壤表層。喜酸土壤，在酸性土壤中有較高的比例土壤藻類土壤藻類的數(shù)量遠(yuǎn)較其他微生物類群小，占土壤微生物的缺乏1%潮濕土表發(fā)育有單細(xì)胞的硅藻、或絲狀綠藻和裸藻，偶見金藻和黃藻。積水土面可發(fā)育有衣藻、原球藻、小球藻、絲藻、綠球藻等綠藻和黃褐色的硅藻。水田中有水網(wǎng)藻和水綿等絲狀綠藻藻類為光合型微生物，可將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)，積累于土壤土壤原生動(dòng)物土壤原生動(dòng)物的數(shù)量變化很大，每g幾個(gè)至幾十萬(wàn)。在有機(jī)質(zhì)豐富的土壤中較高種類有鞭毛蟲、纖毛和根足蟲等單細(xì)胞能運(yùn)動(dòng)的原生動(dòng)物。形態(tài)大小差異大。無(wú)性繁殖以分裂方式原生動(dòng)物以吞食有機(jī)物殘片、土壤細(xì)菌、單細(xì)胞藻類、放線菌和真菌孢子對(duì)土壤有機(jī)物的分解有顯著作用土壤微生物區(qū)系土壤微生物區(qū)系(Soilmicrobialflora)是指在某一特定環(huán)境和生態(tài)條件下的土壤中所存在的微生物種類、數(shù)量以及參與物質(zhì)循環(huán)的代謝活動(dòng)強(qiáng)度任何一種培養(yǎng)基對(duì)于土壤微生物都只是選擇性培養(yǎng)基，僅是選擇范圍和選擇對(duì)象不同土壤微生物區(qū)系反映了土壤的熟化程度和生態(tài)環(huán)境圓褐固氮菌〔Azotobacterchroococcum〕是土壤熟化程度的指示微生物。纖維素分解菌的優(yōu)勢(shì)種在熟化程度不同的土壤中不一樣土壤微生物區(qū)系根本特點(diǎn)在一切耕作熟化土壤中，耕作層微生物數(shù)量最多，心土層較少旱地土壤中放線菌和真菌比水田土壤中多酸性土壤中真菌在微生物總量中的比例較高，而細(xì)菌和放線菌的比例相對(duì)較低水田和旱地土壤中都存在好氧性、厭氧性和兼性的細(xì)菌，而且好氧性細(xì)菌總比厭氧性細(xì)菌多得多。但分布不同隨耕作年限的增長(zhǎng)，土壤中微生物種類和數(shù)量都隨之增加土壤微生物的種類和數(shù)量以及活動(dòng)強(qiáng)度等特點(diǎn)隨季節(jié)變化〔溫度、濕度、有機(jī)物進(jìn)入〕而發(fā)生年周期變化土壤微生物區(qū)系類型土著性微生物區(qū)系-常駐土壤中，并不受進(jìn)入土壤的有機(jī)物質(zhì)影響發(fā)酵性微生物區(qū)系－強(qiáng)烈受進(jìn)入土壤有機(jī)物質(zhì)的影響

變化幅度也較小。如革蘭氏陽(yáng)性球菌類、色桿菌、芽孢桿菌、節(jié)桿菌、分枝桿菌、放線菌、青霉、曲霉、叢霉等。變幅很大。包括各類革蘭氏陰性無(wú)芽孢桿菌、酵母菌、以及芽孢桿菌、鏈霉菌、根霉、曲霉、木霉、鐮刀霉等。水體中的微生物地球外表71%為海洋——占地球總量的97%冰川和兩極——2%湖泊——0.009%河流——0.00009%地下水——少量水體微生物主要來自土壤、空氣、動(dòng)植物殘?bào)w及分泌排泄物、工業(yè)生產(chǎn)廢物、廢水及市政生活污水等

水體微生物分類清水型水生微生物腐生型水生微生物在含有機(jī)物不豐富的清水中的化能自養(yǎng)型或光能自養(yǎng)型的微生物。如硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、衣細(xì)菌，藍(lán)細(xì)菌、綠硫細(xì)菌、紫細(xì)菌等。如變形桿菌、大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌、產(chǎn)堿桿菌以及芽孢桿菌、弧菌和螺菌等。原生動(dòng)物有纖毛蟲類、鞭毛蟲類和根足蟲類。各類水體中的微生物種類、數(shù)量和分布特征

大氣水和雨雪高山積雪江河流水池塘水大型湖泊海水菌數(shù)少甚至無(wú)菌各種球菌、桿菌和放線菌、真菌的孢子河水與流經(jīng)接觸的土壤和是否流經(jīng)城市密切相關(guān)藻類、細(xì)菌和原生動(dòng)物大量腐生性細(xì)菌、藻類、原生動(dòng)物生存和繁殖地下水無(wú)有機(jī)物污染而很少有甚至無(wú)微生物生長(zhǎng)繁殖嗜鹽或耐鹽、耐壓的各種菌分布不均勻，沿岸比中心多空氣中的微生物

－不是微生物的理想棲息地有細(xì)菌、病毒、放線菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物等各類微生物。霉菌有曲霉、青霉、木霉、根霉、毛霉、白地霉等，酵母有園球酵母、紅色園球酵母等。細(xì)菌主要來自土壤，如芽孢桿菌屬的許多種。地域空氣含菌數(shù)（個(gè)/m3）畜舍1000000～2000000宿舍20000城市公園5000公園200海面上1~2北極0～1不同地域上空空氣中的細(xì)菌數(shù)極端環(huán)境中的微生物極端環(huán)境高溫環(huán)境低溫環(huán)境高壓環(huán)境高壓環(huán)境高堿環(huán)境高酸環(huán)境高鹽環(huán)境高鹵環(huán)境厭氧環(huán)境高輻射環(huán)境溫泉熱泉堆肥火山噴發(fā)處冷泉酸性熱泉鹽湖堿湖海洋深處礦尾酸水池高熱和特異性廢水排出口處高溫環(huán)境中微生物極端嗜熱菌兼性嗜熱菌耐熱細(xì)菌最適生長(zhǎng)溫度65oC~70oC，最低生長(zhǎng)溫度在40oC以上，最高生長(zhǎng)溫度在70oC以上最高生長(zhǎng)溫度50oC~60oC之間，室溫生長(zhǎng)緩慢最高生長(zhǎng)溫度在45oC~50oC之間，在室溫中生長(zhǎng)較中溫性細(xì)菌差而較兼性嗜熱菌好火山火山高溫環(huán)境1高溫環(huán)境2高溫環(huán)境3高溫環(huán)境中微生物類群上限溫度類群上限溫度真核微生物原核微生物原生動(dòng)物56藍(lán)細(xì)菌70~73藻類55~60光合細(xì)菌70~73真菌60~62無(wú)機(jī)化能細(xì)菌>90異養(yǎng)細(xì)菌>90各類微生物群的生長(zhǎng)上限溫度(℃)嗜熱菌耐熱的生物學(xué)機(jī)制

蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)失活所需的溫度較高。細(xì)胞膜化學(xué)組分的特異性：細(xì)胞膜中類脂含量高，長(zhǎng)鏈脂肪酸比例增加，核酸中G+C比例較高；嗜熱菌中重要代謝物速率高,如tRNA等蛋白質(zhì)合成過程中的重要大分子物的合成速率很高；酶蛋白等活性大分子具有較高的熱穩(wěn)定性；G+細(xì)胞壁的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高鹽環(huán)境中微生物高鹽環(huán)境主要是鹽湖、死海、鹽場(chǎng)和腌制品常見的極端嗜鹽菌有鹽桿菌(Halobacterium)和鹽球菌(Halococcus)，中等嗜鹽菌有鹽脫氮副球菌(P.halodenitrificans)、嗜鹽動(dòng)性球菌(Planococcushalophilus)、紅皮鹽桿菌等(H.cutirbrum)。

嗜鹽微生物的分類嗜鹽微生物最適生長(zhǎng)鹽濃度例子非嗜鹽微生物<0.2mol/LNaCl淡水微生物弱嗜鹽微生物0.2～0.5mol/LNaCl大多數(shù)海洋微生物中等嗜鹽微生物0.5～2.5mol/LNaCl某些細(xì)菌和藻類極端嗜鹽微生物2.5～5.2mol/LNaCl鹽桿菌和鹽球菌耐鹽微生物耐受范圍0.2～2.5mol/LNaCl金黃色葡萄球菌、耐鹽酵母等微生物的不同嗜鹽性類群嗜鹽菌耐鹽的三種機(jī)制許多酶必需在高鹽濃度下才顯示活性；具有對(duì)高鹽濃度適應(yīng)性的生理機(jī)能紫膜，在光合作用時(shí)具有H+泵作用，產(chǎn)生膜電位差，用于合成ATP，H+泵將胞內(nèi)的鹽(Na+)泵出體外，維持菌體內(nèi)的離子濃度高酸環(huán)境中的微生物硫礦的礦尾水，酸性熱泉，以及人為有機(jī)酸發(fā)酵等處。如氧化硫硫桿菌(Thiobacillusthiooxidans)在氧化S2－為SO42－時(shí)?？稍?%H2SO4和的環(huán)境中進(jìn)行生命活動(dòng)

。高堿環(huán)境中的微生物高堿環(huán)境如某些堿性溫泉，礦尾水等處。如環(huán)狀芽孢桿菌可在pH高達(dá)11.0的環(huán)境中生活。分子遺傳學(xué)的研究說明，嗜堿細(xì)菌的嗜堿性僅為少數(shù)基因所控制。高壓環(huán)境中的微生物海洋深處和深油井如專性嗜壓菌一種假單胞菌即是在1000×(101.325kPa)處別離獲得的。本實(shí)驗(yàn)室從200多m的石油深井中別離到的能利用氫和二氧化碳的產(chǎn)甲烷細(xì)菌。嗜壓菌的最大特點(diǎn)是生長(zhǎng)極為緩慢。第二節(jié)微生物之間的相互關(guān)系Relationshipsamong

Microorganisms微生物種群之間相互關(guān)系類型相互作用類型相互作用影響

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種群A種群B

中立00

偏利共棲0＋互營(yíng)＋＋共生＋＋競(jìng)爭(zhēng)－－拮抗0或＋－捕食＋－寄生＋－微生物之間的相互關(guān)系共棲關(guān)系(commensalism)共棲關(guān)系偏利共棲關(guān)系(Commensalism)互利共棲關(guān)系(Mutualism)在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的兩個(gè)微生物群體共棲，一個(gè)群體得益而另一個(gè)群體無(wú)影響兩個(gè)微生物群體共棲時(shí)均為有利的現(xiàn)象互相提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),互相提供了生長(zhǎng)素物質(zhì),共同改善了生長(zhǎng)環(huán)境兼而有之一個(gè)群體為另一個(gè)群體創(chuàng)造適宜生長(zhǎng)環(huán)境；或是一個(gè)群體為另一個(gè)群體提供生長(zhǎng)刺激物質(zhì)；或是一個(gè)群體為另一個(gè)群體提供營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)乳清液厭氧消化過程中的微生物各類群的互營(yíng)關(guān)系共生關(guān)系(symbiosis)具有互利關(guān)系的兩個(gè)微生物群體相互更為密切，甚至形成結(jié)構(gòu)特殊的共生物體，兩者絕對(duì)互利，分開后有的甚至難以單獨(dú)生活，而且互相之間具有高度專一性，一般不能由其他種群取代共生體中的組成成員。囊衣屬〔Physcig〕地衣原植體共生關(guān)系(symbiosis)分成專性共生、兼性共生和寄生三種關(guān)系：專性共生即真菌和藻類共生后，形態(tài)發(fā)生改變，真菌已不能獨(dú)立生活。兼性共生即真菌形態(tài)并不發(fā)生改變，分開后仍可獨(dú)立生活。寄生那么真菌寄生于藻上，營(yíng)寄生生活。共生關(guān)系(symbiosis)原生動(dòng)物與藻類的共生是又一種普遍存在的共生現(xiàn)象

原生動(dòng)物藻類有機(jī)物質(zhì)和O2CO2

競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系(competition)存在的兩個(gè)或多個(gè)微生物群體共同依賴于同一營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)或環(huán)境因素時(shí)，產(chǎn)生的一方或雙方微生物群體在數(shù)量增殖速率和活性等方面受到限制的現(xiàn)象。厭氧生境中，硫酸鹽復(fù)原細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌都可利用H2/CO2或乙酸，硫酸鹽復(fù)原細(xì)菌對(duì)于H2或乙酸的利用親和力較產(chǎn)甲烷細(xì)菌為高。一般情況下硫酸鹽復(fù)原細(xì)菌可以相當(dāng)優(yōu)勢(shì)優(yōu)先獲得有限H2、乙酸等基質(zhì),產(chǎn)甲烷細(xì)菌卻只能處于生長(zhǎng)劣勢(shì)。競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系拮抗現(xiàn)象(antogonism)由于一種微生物類群生長(zhǎng)時(shí)所產(chǎn)生的某些代謝產(chǎn)物，抑制甚至毒害了另外微生物類群的生存，其本身卻不受影響或危害由于一類微生物的代謝活動(dòng)改變了環(huán)境條件而使環(huán)境條件不適宜于其他微生物類群的生長(zhǎng)和代謝。如乳酸發(fā)酵過程。一類微生物產(chǎn)生某些能抑制，甚至殺死其他微生物類群的代謝產(chǎn)物。如抗生素產(chǎn)生。鏈霉菌對(duì)平板上細(xì)菌生長(zhǎng)的拮抗作用寄生關(guān)系(Parasitism)一種微生物通過直接接觸或代謝接觸，使另一種微生物寄主受害乃至個(gè)體死亡，而使它看書得益并賴以生存的現(xiàn)象。外寄生(ectoparastism)內(nèi)寄生(endoparastism)如粘細(xì)菌對(duì)于細(xì)菌的寄生，并不直接接觸細(xì)菌，在一定距離外，依靠其胞外酶溶解敏感菌群，使釋放出營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供其生長(zhǎng)繁殖。

蛭弧菌對(duì)細(xì)菌細(xì)胞的寄生捕食關(guān)系(Predation)指一種微生物以另一種微生物為獵物進(jìn)行呑食和消化的現(xiàn)象。真菌原生動(dòng)物細(xì)菌、酵母、放線菌和真菌孢子等藻類其他細(xì)菌和藻其他原生動(dòng)物線蟲四膜蟲和克氏桿菌共培養(yǎng)時(shí)的消長(zhǎng)關(guān)系第三節(jié)微生物與植物之間的關(guān)系RelationshipbetweenMicroorganismsandPlants一是微生物在植物上得以生存的同時(shí)，也有益于動(dòng)、植物的互惠互利關(guān)系二是微生物在植物上得以生存的同時(shí)，導(dǎo)致植物病害的致病關(guān)系。三是微生物與植物都無(wú)明顯影響的關(guān)系。根據(jù)微生物與植物之間得益利害關(guān)系可以大致分為三種類型一、植物根系、根際

與根際微生物區(qū)系植物根系和根際土壤微生物的根土比根際微生物類群影響根際土壤微生物區(qū)系的因素植物根第與根際微生物共存形式根際微生物對(duì)植物的有益影響根際微生物對(duì)植物的不利或有害影響植物根系和根際土壤根際土壤的特點(diǎn):由于根系和微生物呼吸產(chǎn)生CO2，因此離根面越近，CO2濃度越高；根際土壤中的氧氣濃度依植物不同而異；由于植物地上部的需要和蒸騰作用，根系吸收水分而在根際土壤中形成一個(gè)水勢(shì)梯度；植物根系大量的脫落物和分泌物進(jìn)入根際土壤，因而根際土壤內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較之根外土壤大為豐富。根際土壤所含的有機(jī)物根溢泌物泄漏物分泌物根外表的膠體物質(zhì)、多糖類水解產(chǎn)物、細(xì)菌細(xì)胞代謝產(chǎn)物、膠質(zhì)礦物和有機(jī)物、溶解產(chǎn)物植物根系

根際環(huán)境

2、微生物的根土比根土比用以反映某種土壤中根際環(huán)境對(duì)土壤微生物的影響 即根際效應(yīng)。是指單位根際土壤中的微生物(R)數(shù)量與鄰近的非根際土壤中微生物(S)數(shù)量之比。該概念用以反映某種土壤中根際環(huán)境對(duì)土壤微生物的影響，即根際效應(yīng)。R/S=每g根際土壤中的微生物數(shù)量/每g非根際土壤中的微生物數(shù)量3、根際微生物類群根際微生物中細(xì)菌是數(shù)量最多的類群，可達(dá)(106～108個(gè))/cm3。要求簡(jiǎn)單氨基酸類物質(zhì)為營(yíng)養(yǎng)的細(xì)菌占有很高比例。G－的無(wú)芽孢桿菌占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，隨植物年齡的增長(zhǎng)，G－桿菌減少，而棒形桿菌逐漸增多，大多數(shù)芽孢桿菌和G+球菌受到抑制。4、植物根系與根際微生物共存形式豆科與相應(yīng)的根瘤細(xì)菌共生，形成特殊結(jié)構(gòu)的根瘤；木本非豆科植物與弗蘭克氏菌的共生；外生菌根；內(nèi)生菌根；植物根系與藻類共生；根際系統(tǒng)；根—病原菌復(fù)合體。植物內(nèi)生菌內(nèi)生菌根和外生菌根根瘤菌根的侵染示意圖菌根接種菌根與否的植物生長(zhǎng)差異紅萍與魚腥藻的共生

Azolla-Anabaenasymbiosis5、根際微生物對(duì)植物的有益影響根際微生物可以改善植物的營(yíng)養(yǎng)源；根際微生物產(chǎn)生生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)影響植物生長(zhǎng)；根際微生物可分泌抗生素類物質(zhì)，有助于植物抗土著性病原菌的侵染；根際細(xì)菌能產(chǎn)生鐵載體；改變植物形態(tài)等，促進(jìn)根系具有更大的營(yíng)養(yǎng)吸收能力。6、根際微生物對(duì)植物

的不利或有害影響許多根際微生物通過侵染、寄生或其他方式對(duì)植物可以造成不利甚至有害的影響，這些微生物稱為病原菌或致病菌。致病菌影響植物的幾種途徑：通過干擾植物生長(zhǎng)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)的傳送產(chǎn)生一些可抑制根在土層中持續(xù)生長(zhǎng)的代謝產(chǎn)物寄生菌導(dǎo)致寄主植物細(xì)胞的腐解與植物競(jìng)爭(zhēng)有效的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)某些病原菌可在相應(yīng)的植物根際得到加富，助長(zhǎng)病害的發(fā)生和嚴(yán)重程度二、植物體表和葉面微生物植物莖桿體表、葉面和果實(shí)，有大量有機(jī)異養(yǎng)型或光合型的細(xì)菌、真菌尤其是酵母菌、地衣和某些藻類存在，這些稱為附生性微生物。直接以葉面作棲息生境的稱為葉面微生物。微生物與動(dòng)物之間的一般關(guān)系根據(jù)微生物與動(dòng)物之間的得益利害關(guān)系可以大致分為三種類型：一是微生物在動(dòng)物上得以生存的同時(shí)，也有益于動(dòng)物的互惠互利關(guān)系二是微生物在動(dòng)物上得以生存的同時(shí)，導(dǎo)致動(dòng)物病害的致病關(guān)系。三是微生物與動(dòng)物都無(wú)明顯影響的關(guān)系。微生物與動(dòng)物的互惠互利關(guān)系動(dòng)物腸道微生物區(qū)系——?jiǎng)游锬c道為微生物提供了良好的生存空間、動(dòng)物腸道分泌某些酶類有助于微生物對(duì)某些營(yíng)養(yǎng)物的獲得；微生物分解各種食物有利于動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)吸收微生物與動(dòng)物之間形成免疫關(guān)系，防止疾病微生物產(chǎn)生某些生長(zhǎng)刺激素促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，或抗生素抑制動(dòng)物病原菌微生物導(dǎo)致動(dòng)物病害的致病關(guān)系導(dǎo)致動(dòng)物各種疾病艾滋病SARS禽流感病毒潰瘍發(fā)炎結(jié)核肺炎等等微生物與動(dòng)物都無(wú)明顯影響的關(guān)系動(dòng)物腸道微生物區(qū)系中的大多數(shù)微生物動(dòng)物表皮微生物區(qū)系等等第四節(jié)微生物生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)CharacteristicsinMicrobialEcosystems一、微生物生態(tài)系統(tǒng)的多樣性(Diversity)在不同環(huán)境條件下的微生物生態(tài)系統(tǒng)，其組成分、數(shù)量、活動(dòng)強(qiáng)度和轉(zhuǎn)化過程等很不一樣。在同一個(gè)生態(tài)環(huán)境中，由于其中某一因素的變化，也可能會(huì)引起微生物生態(tài)系統(tǒng)中組成分或代謝強(qiáng)度，最終產(chǎn)物的改變。自然界生物之間的基因流二、微生物生態(tài)系中的種群多樣性不占優(yōu)勢(shì)的種營(yíng)養(yǎng)水平和種間多樣性微生物群落的遺傳多樣性指數(shù)決定反響種的豐度和種在群落中的比例種的多樣性指數(shù)。種的多樣性指數(shù)與種的總數(shù)量和個(gè)體種數(shù)的相對(duì)重要性相關(guān)。表達(dá)種間多樣性和生產(chǎn)性群落的成熟度微生物群落的DNA的異源性三、微生物生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(Stability)在一個(gè)特定環(huán)境中的微生物生態(tài)系統(tǒng)，如果無(wú)環(huán)境因子的強(qiáng)烈沖擊和影響，一般總保持大體的穩(wěn)定，即具有穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：在一定的短時(shí)間內(nèi)，微生物生態(tài)系統(tǒng)面臨外界環(huán)境改變壓力時(shí)能保持自身生存的能力和保持整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)集體性狀的能力；對(duì)外界環(huán)境壓力具有抵抗性和修補(bǔ)能力；外界環(huán)境因子出現(xiàn)周期性循環(huán)時(shí)，微生物生態(tài)系統(tǒng)的特性也會(huì)呈現(xiàn)周期性表現(xiàn)。四、微生物生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)性和演替性原有的微生物類群在新的環(huán)境或新的營(yíng)養(yǎng)源下誘導(dǎo)生成新的酶或酶系適應(yīng)新的環(huán)境或新的營(yíng)養(yǎng)源原有不適應(yīng)新環(huán)境或新營(yíng)養(yǎng)源的微生物類群衰亡，發(fā)育出新的適應(yīng)新環(huán)境或新營(yíng)養(yǎng)源的微生物類群發(fā)生在復(fù)雜有機(jī)物的分解過程中和環(huán)境因素的改變及環(huán)境中出現(xiàn)抗生素物等情況下

不同優(yōu)勢(shì)種群的出現(xiàn)常有明顯的順序性。環(huán)境條件改變時(shí)也會(huì)發(fā)生微生物種群的演替

適應(yīng)性演替性五、微生物群落中的遺傳交流當(dāng)某種適應(yīng)性特征被導(dǎo)入基因庫(kù)時(shí)，由于微生物的高速繁殖而使得導(dǎo)入的基因在微生物種群中迅速而廣泛地分布即稱為微生物遺傳基因的水平漂移。非垂直性從親代向子代的遺傳。導(dǎo)致等位基因體頻率系統(tǒng)變化的因素有突變，重組和遺傳漂流，這不同于自然選擇。六、微生物生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)流和能量流能量流和食物鏈?zhǔn)俏镔|(zhì)的質(zhì)和量的轉(zhuǎn)化，是物質(zhì)由于微生物的作用而發(fā)生的本質(zhì)和形式上的變化。

纖維素厭氧降解位甲烷過程中的微生物生物鏈纖維素纖維分解菌纖維二糖氫營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷細(xì)菌單糖

H2/CO2

乙酸CH4乙酸營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷細(xì)菌纖維二糖分解菌CH4微生態(tài)學(xué)定義30年前，微生態(tài)學(xué)(microecology)首先被德國(guó)的沃克·羅西(VoekerRusch)博士所提出。1985年提出的定義為“微生態(tài)學(xué)是細(xì)胞水平或分子水平的生態(tài)學(xué)〞。康白教授提出應(yīng)為“研究正常微生物與其宿主相互關(guān)系的生命科學(xué)分支〞，或“研究正常微生物結(jié)構(gòu)和功能，以及與宿主相互關(guān)系的學(xué)科〞。關(guān)于微生態(tài)學(xué)微生態(tài)學(xué)