放线菌基本形态和培养方法

1、放线菌基本形态和培养方法本节提要：放线菌的基本形态 放线菌的生活史和繁殖 放线菌的培养特征 放线菌的分类依据放线菌的主要属 Actinomycetes是一类具有丝状分枝的单细胞原核微生物，主要以外生孢子繁殖，革兰氏阳性。放线菌菌丝常从一个中心向四周辐射呈放射状生长，并因此而得名。放线菌有特殊的土霉味。应用：产生抗菌素、酶类、维生素；有的放线菌有固氮能力；放线菌在自然界物质循环中也起着重要作用，由于它们具有较强的分解复杂有机物的能力，对于土壤肥力的提高也有重要作用。概 述 分布：含水量较低、有机物丰富、 微碱性的土壤中。危害：只有极少数放线菌对人类构成危害，某 些Actinomyces（放线菌属

2、）菌种引起动 物放线菌病（皮肤、脑、肺和足部感 染），某些Nocardia（诺卡氏菌属）引 起人和动物的诺卡氏菌病；还有少数放 线菌能引起植物病害。 Streptomyces coelicolor J1501(蓝色链霉菌 )A picture of colonies producing the pigmented antibiotic actinorhodin(放线紫红素 )Colonies of Streptomyces sp.Sporulating colonies on Tomato-Oatmeal Agar plates.Colonies of Streptomyces sp. Str

3、eptomyces lividans 1326 Colonies growing on medium R2YE, producing both undecylprodigiosin(十一烷基灵菌红素 ) and actinorhodin.一、放线菌与细菌的比较同为单细胞，菌丝比真菌细，其直径与细菌接近；同属原核生物。无核膜、核仁和线粒体等。核糖体70S等；胞壁含磷壁酸，二氨基庚二酸，不含几丁质，纤维素；G+;对环境的要求与细菌相近；对溶菌酶敏感；对抗生素的反应象细菌。 总之，放线菌是一类介于细菌和真菌之间，而更接近于细菌的原核生物。所以：在Bergeys Manual of Systemati

4、c Bacteriology上归在分枝菌纲(Actinomycetes) 由分枝状菌丝组成。菌丝无隔膜，仍属单细胞。菌丝直径与杆菌相似（1m左右）；细胞壁含磷壁酸、二氨基庚二酸，不含几丁质、纤维素。二、放线菌的形态构造菌丝根据形态和功能可分为：基内菌丝(Substrate mycelium)气生菌丝(Aerial mycelium)孢子丝(Reproductive mycelium)Substrate mycelia. Aerial hyphae emerging from the substrate myceliumAerial mycelia Streptomyces lividans 1

5、326 Lawn of aerial hyphaeReproductive myceliumMagnification of aerial hyphae放线菌孢子丝类型：二级轮生一级轮生锯齿形松螺旋紧螺旋钩状丛生丛簇形单轮生单轮生螺旋状放线菌孢子丝的显微图片:Coiled aerial hyphae三、放线菌的繁殖方式放线菌的繁殖：放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖，也可借菌丝断片（液体培养时）进行繁殖。无性孢子主要有以下三种：分生孢子(conidiospores)：在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子，菌丝分裂形成。孢囊孢子：在气生菌丝顶端或基内菌丝顶端膨大或盘卷缠绕形成孢子囊，在孢子囊内

6、形成孢囊孢子。有的孢囊孢子可以做丛毛运动。 孢囊：菌丝细胞在不同平面反复分裂，形成孢囊.横隔孢子：基内菌丝或气生菌丝横隔分裂形成，孢子常为球杆状，体积大小相似，又称节孢子或粉孢子。孢子形态：有圆、卵圆、柱状等。 表面：或光滑或粗糙；有的还带有毛刺、鞭毛。根据电镜观察结果，放线菌孢子形成是以横隔分裂方式进行的。横隔分裂可以通过两种途径实现：1.细胞膜内陷，并由外向内逐渐收缩，最后形成一个完整的横隔膜。经此方式可把孢子丝分割成许多分生孢子；2.细胞壁和细胞膜同时内陷，并逐步向内缢缩，最终将孢子丝缢裂成一串分生孢子。孢子的形状多样，有球形、椭圆状、杆状、圆柱状、瓜子状、梭状和半月状等。孢子的颜色丰富

7、，且与其表面纹饰有关。孢子表面的纹饰在电子显微镜下清晰可见，除表面光滑者外，还有皱褶状、疣状、刺状、发状和鳞片状；刺有粗细、大小、长短和疏密之分。一般直形和波曲的孢子丝都产生光滑的孢子，螺旋状孢子丝产生的孢子表面结构因种而异。放线菌孢子特点：对干燥抵抗力强，对热抵抗性不强。多为65，1015min失活（嗜热放线菌例外）。孢子形态及其特点四、放线菌的生活史五、放线菌的菌落形态质地: 致密、干燥、多皱、小而不蔓延、不易挑起，表面有放射状沟纹。 形状：随菌种不同可有两类 (1)产生大量分枝状菌丝的菌种,(如Streptomyces)形成与培养基结合较紧的菌落，不易挑起或整个挑起。 (2)不产生大量菌

8、丝的菌种： 如Nocardia,形成的菌落呈粉质，挑之易碎.链霉菌属(Streptomyces) 共约1000多种。具有发育良好的菌丝体，菌丝体有基内菌丝、气生菌丝、和孢子丝之分；孢子丝和孢子的形态因种而异。抗生素主要由放线菌产生，而其中90%由链霉菌产生。诺卡氏菌属（Nocardia） 此属中多数种没有气生菌丝，只有营养菌丝。在培养15h至4天内，菌丝体产生横膈膜，分枝的菌丝体突然全部断裂成杆状、球状或带叉的杆状体。六、放线菌的代表属链霉菌属诺卡氏菌属小单孢菌属(Micromonospora)不生成气生菌丝，只在营养菌丝上长出很多分枝小梗，顶端着生着一个孢子；其菌落较链霉菌小得多。 放线菌属

9、(Actinomyces) 多为致病菌。只有营养菌丝，有隔膜，可断裂成V或Y形体。 小单孢菌属放线菌属第三节 其他原核细胞型微生物 支原体 立克次体 衣原体 螺旋体一、支原体 支原体是一类缺乏细胞壁、呈高度多形性、可通过滤菌器、并能在无生命培养基中生长繁殖的最小的原核细胞型微生物。（一）生物学性状：1、形态与染色： 支原体大小一般在m，无细胞壁，呈高度多形性，常呈球形、杆状、丝状、分枝状等。G-性，常用Giemsa染色法染成淡紫色。细胞膜中含较多胆固醇，膜外有一层多聚糖组成的荚膜，与致病有关。支原体电镜照片2、培养特性： 支原体主要以二分裂法繁殖。在含有20%血清、酵母浸膏和胆固醇的培养基中缓

10、慢生长，2-3天后形成“荷包蛋”样菌落。3、对理化因素的抵抗力 比细菌弱；加热55，5-15分钟即死亡。对阻碍蛋白质合成的抗生素（如强力霉素）等敏感。支原体“荷包蛋”状菌落（二）主要病原性支原体：支原体可选择性地与宿主细胞上相应受体粘附，从细胞膜获取脂质与胆固醇，损伤细胞引起疾病。1、肺炎支原体：经呼吸 道传播，可引起人类原 发性非典型肺炎。2、溶脲脲原体：主要通 过性行为传播或母婴传 播，引起人类非淋菌性 尿道炎；还可吸附于精 子表面，阻碍精子与卵 子结合，引起不育症， 也可经胎盘感染胎儿。溶脲脲原体电镜照片二、立克次体立克次体是一类严格细胞内寄生的原核细胞型微生物。 立克次体的共同特点：

11、1、大多为人畜共患病原体； 2、与节肢动物关系密切，或为寄 生宿主、或同时为传播媒介； 3、大小介于细菌与病毒之间； 4、多形态性，主要为球杆状； 5、专性细胞内寄生。 我国主要致病性立克次体有：普氏立克次体、斑疹伤寒立克次体、恙虫病立克次体及Q热柯克斯体（一）概述（二）生物学性状 立克次体呈多形态，多为球杆状。Giemsa染色后呈紫色。 常用的培养方法有动物接种、鸡胚卵黄囊接种和细胞培养。 对消毒剂和抗生素敏感 与变形杆菌菌体O抗原有共同抗原成分，故可用外斐反应辅助诊断立克次体病。立克次体（Giemsa染色）用变形杆菌的某些菌株（OX19、OX2、OXk）代替相应的立克次体抗原进行交叉凝集反

12、应，检测病人血清中有无立克次体的抗体。这种交叉凝集反应称：外-斐反应。外-斐反应主要立克次体与普通变形杆菌抗原交叉现象 立克次体 变形杆菌菌株 OX19 OX2 OXk普氏立克次体 + + 斑疹伤寒立克次体 + + 恙虫热立克次体 + Q热柯克斯体 （三）主要病原性立克次体 立克次体主要通过虱、蚤、蜱、螨的叮咬或其粪便经伤口等途径感染人体，产生内毒素与磷脂A等，直接破坏所寄生的血管内皮细胞，使细胞肿胀破裂、血管腔阻塞，造成组织缺血坏死、凝血机制障碍、DIC（泛发性血管内血液凝固症 ）等病变。1、普氏立克次体 流行性斑疹伤寒人虱人虱人人2、斑疹伤寒立克次体 地方性斑疹伤寒鼠蚤鼠人3、恙虫病立克次

13、体 恙虫病鼠恙螨幼虫人（四）防治原则灭虱、灭蚤、灭鼠，讲究卫生。接种立克次 体死疫苗用氯霉素、四环素等抗生素治疗三、衣原体 衣原体是一类能通过细菌滤器、严格细胞内寄生、有独特发育周期的原核细胞型微生物。衣原体的细胞壁化学组成为磷脂、蛋白质和多糖。 （一）概述1、发育周期与形态染色：原体（EB）呈球形、椭圆形或梨形，姬氏染色呈紫色，具有高度的感染性；始体（RB）由原体逐渐发育、增大而形成的，以二分裂方式繁殖并发育成许多子代原体。发育周期原体始体 2、培养特性： 专性细胞内寄生，可用鸡 胚卵黄囊接种培养。3、抵抗力： 耐寒怕热；对消毒剂及红霉素等敏感。鸡胚卵黄囊接种（二）主要病原性衣原体衣原体可引

14、起人类疾病主要有以下几种：沙眼亚种可引起沙眼、包涵体结膜炎及泌尿生殖道感染性病淋巴肉芽肿亚种经性接触可引起性病淋巴肉芽肿通过飞沫或呼吸道分泌物传播可引起呼吸道感染（三）防治原则加强个人卫生、不使用公共毛巾及脸盆、避免接触传染源。衣原体病早期可使用红霉素类抗生素治疗。性病淋巴肉芽肿可用磺胺类药物治疗。四、螺旋体对人有致病性的主要有三个属： 1、疏螺旋体属有310个稀疏而不规 则的螺旋，呈波状。 2、密螺旋体属有细密而规则的螺旋， 数目较多，两端尖。 3、钩端螺旋体属螺旋更细密、规则， 菌体一端或两端弯曲成钩状螺旋体是一类细长、柔软、弯曲呈螺旋状、运动活泼的原核细胞型微生物。有细胞壁、核质，以二分

15、裂方式繁殖，对抗生素敏感。（ 一）生物学性状1、形态与染色 钩端螺旋体呈圆柱形。在暗视野显微镜下观察形似细小珍珠排列的细链，一端或两端弯曲呈钩状，运动活泼。经镀银染色后呈棕褐色，菌体呈“C”或“S”形状。钩端螺旋体镀银染色钩端螺旋体暗视野显微镜下观察 钩端螺旋体2、培养特性：营养要求高，常用柯氏培养基培养，接种 后1-2周，可见液体培养基呈半透明云雾状生长。3、抵抗力：对干燥、日光、热、酸的 抵抗力弱；在水和湿土中可存活数月， 对消毒剂及青霉素敏感。4、抗原构造及分类：根据表面抗原 和内部抗原可将钩体分为25个血 清群，200多个血清型。我国有19 群74型。（二）致病性： 钩体病为人兽共患病

16、，以鼠、猪为主要传染源和储存宿主。钩体经尿排出污染水、土，人类经皮肤、粘膜接触感染。 溶血素 细胞毒因子内毒素样物质钩端螺旋体病（三）微生物学检查： 发病1周内取血液、2周后取尿液等作病原体检查。 也可在发病初及发病2-4周采血作血清学检查。直接显微镜检查显微镜凝集试验分离培养与鉴定 动物接种血清学检查（四）防治原则：防鼠、灭鼠接种钩体疫苗首选青霉素治疗（一）生物学性状： 1、形态与染色：梅毒螺旋体纤细，螺旋致密规则，两端尖直，运动活泼，可用暗视野显微镜或经镀银染色观察。2、培养特性与抵抗力：不能人工培养。抵抗力极弱，对温度、干燥特别敏感。对消毒剂与抗生素也敏感。 梅毒螺旋体（暗视野显微镜观察

17、） 梅毒螺旋体（二）致病性表面的粘多糖和唾液酸，可阻止补体的激活，干扰补体的杀菌作用；产生的前列腺素E2可剌激巨噬细胞的抑制活性，降低机体免疫力；透明质酸有利于病原体扩散，导致组织坏死、溃疡。人是唯一的传染源。主要经性接触和胎盘感染，引起梅毒。（三）微生物学检查：取硬下疳、梅毒疹渗出液或局部淋巴结抽出液，镜检梅毒螺旋体。取患者血清做非螺旋体抗原试验或螺旋体抗原试验等血清学试验。（四）防治原则： 加强性卫生宣传教育，严格社会管理；早期诊断，彻底治疗。 伯氏疏螺旋体 经蜱叮咬感染 人体，引莱姆病。 回归热螺旋体以虱或软蜱为传播媒介，引起回归热 其他螺旋体：第四节 蓝细菌(Cyanobacteria

18、)一类含有叶绿素、具有放氧性光合作用的原核微生物，最大特点是含有光合色素与蛋白，能进行光合作用，释放氧气，自养菌。它的发展使整个地球大气从无氧状态发展到有氧状态，孕育了一切好氧生物的进化和发展,而且使得无机物转化成了有机物。 蓝细菌的归属蓝细菌曾一直被称作蓝藻或蓝绿藻，归属于裂殖植物门、裂殖菌纲、裂殖藻目。20世纪80年代，才发现蓝细菌没有真正的细胞核，含有叶绿素，具有光合作用，改属原核生物界、兰细菌门，共有150个属，2000多个种。 蓝细菌与细菌、真核生物的区别蓝细菌：自养菌，释放氧气。细菌：腐生菌或兼性腐生。 蓝细菌：无叶绿体，无真核，70S核糖体，含肽聚糖，对青霉素和溶菌酶敏感。真核藻

19、类：有叶绿体，真核，80S核糖体，不含肽聚糖。蓝细菌的生态自然界中，蓝细菌的踪迹广泛分布在河流、湖沼和海洋等水体中，贫瘠的沙质海滩和荒漠的岩石、土壤上，“先锋生物”。与各类植物的叶腔、裸子植物的根、地衣进行共生。一、蓝细菌细胞形态1、单细胞：直径3-10m，裂殖后，子母细胞立即分离。2、单细胞群体：裂殖分裂面多个并且不规则，子母细胞包含在同一个胶质鞘中，形成群体，“水华”。3、丝状体：在一个平面反复裂殖，子、母细胞连成丝状，称“藻丝” ，加上衣鞘，称“丝状体” 。藻丝数目、粗细，因种而异。除颤藻外，都具有异形胞。 太湖蓝藻太湖蓝藻二、细胞结构1、胶质鞘：细胞壁向外分泌的胶质物，果胶为主，少量纤

20、维素。比例因种而异，坚硬或易水化。含有非光合作用的红、兰、灰等色素。2、细胞壁：组成与G-菌相似，含有肽聚糖内层和脂多糖外层。无鞭毛，能滑行运动。3、细胞膜：包含周质（细胞质）的膜。4、核质区：拟核区、核区、中央区。 5、光合器：分类囊体、藻胆体 前者含叶a 、类胡萝卜素、叶黄素、和传递光合电子的系统。 藻胆体由藻兰蛋白（藻胆蛋白）75、异藻兰蛋白12和藻红蛋白以及一些无色多肽组成的聚合体。 藻兰蛋白由蛋白质和辅基藻青素、藻红素组成，接受光能，并传给其它色素，如异藻兰素。还可以保护其它色素免受光的氧化作用的影响。蓝细菌的光能转化在光合系统中，类胡萝卜素吸收传递光子，叶绿素aP700(光同化色素

21、)吸收光子能量被激发，放出1个高能e。高能e先传递到初级e受体Fe-S，再经次级e受体铁氧还蛋白(Fd)、黄素蛋白(Fp) 传递给NADP。每传递2e，结合光合系统中H2O光解释放的2H+形成还原力NADPH2。P700失去e带正电荷。中，藻兰蛋白等吸收光子，叶绿素aP680受光子激发，发射高能e至初级电子受体CoQ，该e从CoQ经PC自动流向P700时释放能量形成ATP，带正电荷的P700得到e复原。中的P680失去e，成为强氧化剂，在Mn2+的催化下使H2O氧化裂解。H2O光解，放出2e、2H+和O2。2e使带正电荷的P680复原，2H+参与光合系统中NADP的还原(NADPH)，O2同时

22、释放。在光照条件下，、偶联，H2O不断光解，O2、ATP及NADPH不断产生，为蓝细菌、藻类及绿色植物细胞生物合成及生长发育提供条件。当细菌不需要还原型物质NADPH时，或者由PSI产生的电子能量不足以还原 NADP+时，改为环式电子传递方式为细胞提供ATP，即电子从铁硫蛋白经细胞色素bf复合物传给质体醌，形成闭合，在铁硫蛋白至细胞色素bf复合物时，产生一个ATP。整个环式传递产生两个ATP。 6、异形胞：丝状体的一些营养细胞通过在原来的壁内再分泌一层壁（肽聚糖），形成厚壁细胞，叫做“异形胞”。类囊体聚集在细胞两端，失去藻胆蛋白，仍保留叶绿素a。特殊的是异形胞含有固氮酶，成熟以后，为了保证固氮

23、酶需要的无氧环境，藻胆体解体，光合系统不存在，细胞也无色透明，或色素降低（光合系统、叶绿素a 还存在）。抗溶菌酶的作用。异形胞位于藻丝顶端，具有异形胞的兰藻都能固氮（有些不形成异形胞的单细胞蓝藻也能固氮），固氮时由相邻的营养细胞提供有机碳化物，异形胞把固定的氮以谷氨酸的形式输出，可通过细胞连接处的小孔进行产物互换。异形胞还具有抗溶菌酶的作用。异形胞位于藻丝顶端，叫顶位，位于藻丝中间，叫胞间位。 7、厚垣孢子（厚膜孢子、静止孢子）：是一种厚壁细胞，属于休眠孢子。抵抗不良环境，条件适宜时，萌发成营养细胞。厚垣孢子常常与异形胞相伴而生，不过，厚垣孢子具有强烈的色彩。三、蓝细菌的繁殖单细胞裂殖：与细菌

24、裂殖相似。段殖体繁殖：两个相邻细胞直接分开，或穿细胞分裂，即有些兰细菌的分裂面细胞是由共有的肽聚糖层组成，不能从细胞间分开，至少要损失一个丝状体的细胞，才能分开。孢子繁殖：1、内生孢子：指营养细胞膨大后，壁加厚，胞内拟核、细胞质经多次分裂，形成许多内生孢子，也叫微胞；2、外生孢子：在胞质远轴端，以不对称的缢缩分裂形成小的单细胞，没有共同的孢子囊壁。四、代表属种微囊藻属：群体呈球形团块状或不规则,形成穿孔的网状团块,多生长在湖泊、池塘等有机质丰富的水体中，营浮游生活。pH值以8-9.5为宜。温暖季节水温在28-32时繁殖快，生长旺盛，使水体呈灰绿色，形成“水华”，肉眼可见，其浮膜似铜绿色油漆，有

25、臭味。人们通常把微囊藻水华统称为“湖靛”；旺盛时，因其死亡分解耗氧和产酸，使水质变坏，影响鱼类生长。鱼腥藻属：多细胞不分枝的丝状体，外有胶鞘，直形或弯曲，少数成环状或螺旋状。细胞为球形或腰鼓形。有异形孢和静息孢子。在水中浮游的种类多为单独个体，在土壤上的种类多具厚胶被形成的不定形胶块，在池塘湖泊中能大量繁殖形成“水华”；在稻田中亦能旺盛生长，可与红萍共生并固氮。念珠藻属：细胞排列不规则，弯曲在坚固胶被中，形成具一定形状的胶块。细胞形态与鱼腥藻极相似，有异形孢，以段殖体繁殖，在成熟群体中才有静息孢子。在土壤、石岩、草地和苔藓上都有分布，雨后常大量繁殖，与真菌共生，形成“地木耳”。西北地区草原上的发菜也是一种念珠藻。有些种类具固氮能力。了解一下地皮菜：又名地耳、地衣、地木耳、地软儿，是真菌和藻类的结合体，一般生长在阴暗潮湿的地方，暗黑色，有点象泡软的黑木耳。富含蛋白质、多种维生