1海洋微生物学概述课件

海洋微生物学王光玉海洋微生物学王光玉1教材：海洋微生物学，张晓华主编，中国海洋大学出版社，2007年12月，第一版参考文献海洋生物学，相建海，2003.03，科学出版社海洋生物技术原理和应用张士璀海洋出版社,1998,海洋生物技术新进展,范晓张士璀,海洋出版社,1999第三届海洋生物高技术论坛,2005.10,厦门全国海洋生物技术与海洋药物学术会议论文集,2006.08,大连海洋微生物及其代谢产物,林永成,化学工业出版社,2003微生物生态学,池振明,山东大学出版社,1999教材：海洋微生物学，张晓华主编，中国海洋大学出版社，20072什么是海洋微生物源生地（源生于海洋中的类群，源自陆生，适应海洋）适应性（适应于海洋环境，有些陆地的耐盐种类）来自（或分离自）海洋环境，其正常生长需要海水，并可在寡营养、低温条件（也包括海洋中高压、高温、高盐等极端环境）下长期存活并能持续繁殖自带的微生物均可称为海洋微生物。陆地的耐盐菌或广盐菌，称为兼性海洋微生物什么是海洋微生物源生地（源生于海洋中的类群，源自陆生，适应海31国内外海洋微生物学发展概述1.1海洋微生物的发展方向海洋微生物学是开始较早而发展较晚的学科，近几十年来发展最快的新兴学科之一。已逐渐成为海洋科学研究中多学科的重要交叉点。20世纪80年代：表型观察为主C.E.Zobell(佐贝尔)：MarineMicrobiology(1946),其次是日本多贺信夫和苏联的克里斯。80年代主要转入基因水平及分子生物学时期，尤其是分子生物学、遥感技术和深海探测技术。1国内外海洋微生物学发展概述1.1海洋微生物的发展方向41.2海洋微生物发展的起始阶段C.E.Zobell（1904-1988）在海洋微生物的采样、培养、基本特征、分布规律等建立起了配套的基础研究方法和基础理论。发明了J-Z海水采样瓶，至今仍应用。经过10年的每周5-6次的统计，得出“海洋异养菌的数量变化与海水中有机质的浓度有关，与季节无关”。1.2海洋微生物发展的起始阶段C.E.Zobell（1951.3国内海洋微生物研究历程1956年中国科学院海洋生物研究室（中国科学院海洋研究所前身）正式成立了海洋细菌组。到60年代中期，主要进行了海洋调查及分类方面研究。1959年，薛廷跃、孙国玉等首次从青岛近岸潮间带底泥中分离出排流杆菌、氧化硫杆菌及脱氧硫杆菌。1960年，薛廷跃从胶州湾海水中获得11株小珠菌，丹砂色小珠菌5株，StrainA一E，硫色小球菌2株，StrainA一B，柠檬色小球菌海洋变种、李氏小球菌海洋变种和纯白色小球菌。1961年，陈世阳等从青岛近海分离获得嗜盐性自身固氮菌海洋变种。研究厌氧细菌分离，从胶州湾海泥中获得厌氧光合细菌——纤细红硫菌。1.3国内海洋微生物研究历程1956年中国科学院海洋生物6

70年代中期后10年左右的时间，着重开展了环保及与藻类病害有关的研究工作。1979年丁美丽等在国内首次报道有关石油烃降解菌生态研究结果，从胶州湾分离出300余株具有分解石油烃能力的微生物。1986年，陈騳经调查胶州湾或海带栽培区在异养菌中褐藻酸降解菌有相当高的比例。1979年和1990年，陈騳等和丁美丽先后在海带病害研究中发现海带病烂与褐藻酸降解菌有关。

70年代中期后10年左右的时间，着重开展了环保及与藻类病害7进入80年代后，开展养殖动物病害研究，并继续进行有关环境保护工作。1983年，王文兴等从青岛太平角及即墨沿海养殖场水样及泥样中分离出一批菌株。钱振懦于1985年发现在青岛近岸水生活着许多对污水细菌具有抑制作用的细菌，徐怀恕等于1989年发现在青岛港钢板桩上附着对钢有腐蚀作用的氧化硫杆菌、排硫杆菌和脱氮杆菌。进入80年代后，开展养殖动物病害研究，并继续进行有关环境保护81.4国外发展概况和趋势美国、日本走在世界的前列，在海洋微生物技术方面已经超过了美国。（1）分子遗传学日本海洋与技术中心（JAMSTEC）在1998年5月-1997年7月完成了深海分离的嗜碱菌Bacillushaloduras全部基因测序工作，从中已经分离出包括蛋白酶、纤维素酶、麦芽糖酶等多种耐碱的工业用酶。利用分子生物学克隆耐高温、高压的基因并研究表达机制，可利用到工业上的发酵生产。1.4国外发展概况和趋势美国、日本走在世界的前列，在海洋9（2）生物有机化学和药物学：海洋抗生素可以有效杀灭当前已经对陆地药物产生抗性的细菌。大多是细菌或与海洋生物共生的细菌产生的。比如DHA和EPA，都是鱼肠道内的海洋细菌产生的。（3）水产养殖的应用：利用免疫学和病理学方法进行（4）环境的生物修复：以色列已经从海洋细菌中分离出一种用于石油工业乳化剂的产品。很多海洋细菌可以在高浓度的苯类化合物中生长。具有修复陆地污染的潜力。（5）生物膜与防腐剂等。细菌进行的生物腐蚀引起舰船的损坏（6）生物材料和加工。（2）生物有机化学和药物学：海洋抗生素可以有效杀灭当前已经对102海洋的基本情况根据海洋学调查的地形和海水深度不同，一般把海岸划分为沿岸区和远海区（以海水深度200米为界）。沿岸区又分为滨海带（高潮线到50米的海底）和浅海带（水深在50-200米）。是海洋研究的重点之一滨海带是海水涨潮和退潮活动的地带，所以又称潮间带。潮间带的海底底质主要分为岩石区、沙岸区和沙泥岸区。Estuarinezone（河口区）Continentshellandcontinentslope(大陆架斜坡和陡坡)2海洋的基本情况根据海洋学调查的地形和海水深度不同，一般11深海区按海水的深度分为euphoticzone(透光层，光和作用带）0-200米bathyalzone(半深海区，微透光)、200-1500米abyssalzone（深海区、深渊区，黑暗）1500米-海底深海区按海水的深度分为121海洋微生物学概述课件133海洋环境的特点3.1贫营养所有的元素尽管都有，尤其是微生物生长所需要的N、P、Fe等元素，在1ppm以下。外洋，N、P等物质循环到光合层需要几千年。3.2低温100米以下水温为0-5℃。90%以上的水体为5℃以下的低温环境。温跃层（100-150米处，水温突然降低到10°以下）3.3高压海水深度每增加10米，压力就增加一个大气压。3海洋环境的特点3.1贫营养143.4黑暗海洋大部分为黑暗区，即使在透明度较好的外洋，1000米深处的光强度只有海平面的千分之一以下。3.5厌氧海洋大部分缺少氧气，透光层比非透光层高出许多倍。水深1公里的阿拉伯海中，每升水的氧气的含量不到1毫升。3.6渗透压海洋的环境总起来说比较稳定，盐份含量在3.3-3.7%，平均为3.5%（77.8%为NaCl），pH为8.3-8.5；整个海洋的温差在35℃以内。3.7紫外线UV-B的辐射能量虽然只占光能量的5％～7％，但对生物的危害性却远较此比例高得多。例如，虽然UV-B只占太阳辐能量到达地球表面的0.8％，但在海洋和水环境中UV-B对光化学效应的贡献却占50％以上。3.4黑暗154.1海洋微生物的种类按其结构、形态和组成可分为三类非细胞型：海洋病毒原核细胞型：海洋细菌和海洋放线菌真核细胞型：海洋霉菌和海洋酵母。研究意义：通过研究海洋微生物及其生命活动规律，挖掘微生物资源、充分利用其有益的方面，从而发挥其在海洋养殖、海洋开发利用和海洋环境保护中的作用。减少其在海洋养殖的病害和对海洋环境的危害等4海洋微生物的种类、大小与分布4.1海洋微生物的种类按其结构、形态和组成可分为三类4海164.2海洋微生物的大小绝大多数海洋原核生物最大长度小于0.6微米，许多种类小于0.3微米，体积小，但是SA/V的比值大，？有的比较大：费氏刺骨鱼菌80*600微米，纳米比亚珍珠硫菌，750微米。超微型浮游生物0.01-0.2，病毒微微型浮游生物0.2-2，细菌、古菌、某些鞭毛虫微型浮游生物2-20，鞭毛虫，硅藻，甲藻小型浮游生物20-200，纤毛虫，硅藻，甲藻，其它藻类4.2海洋微生物的大小绝大多数海洋原核生物最大长度小于0.17近海区比远海区富有营养，营养、温度相对较高，因而有更多的植物、动物、微生物生存，形成复杂的生态系统，如海草形成的草地，藻类形成的森林等。透光区，硝酸盐、磷酸盐被植物吸收，死亡后残体降至非透光区，被细菌分解，在上升流区营养元素丰富，植物等发展旺盛。深海区的环境条件更为复杂，有高温的烟囱状环境区域，生活着极端的海洋微生物和希奇古怪的海洋生物。嗜酸、嗜碱、嗜冷、嗜热等微生物或海洋生物都存在。海底淤泥中含有大量的厌氧性细菌和其他生物，其活动使海底充满硫化氢。4.3海洋微生物的分布近海区比远海区富有营养，营养、温度相对较高，因而有更多的植物185海洋微生物的研究方法5.1培养计数（1）、MPN法；（2）、平板涂布5.2显微计数（1）、荧光显微镜直接计数：1973年用落射荧光显微镜对细菌进行计数。1977年应用了吖啶橙(AO)对细菌进行染色后过滤到用Irgalan溶液染黑的0.2μｍ核孔滤膜上，用荧光显微镜进行计数。1980年Porter和Feig改进对细菌的染色方法即用4，6-diamidino-2-phenylindole(DAPI)对细菌进行染色。

5海洋微生物的研究方法5.1培养计数19（2）、免疫荧光显微镜法：原理：利用抗原和抗体相互作用的原理即荧光物质与微生物细胞相互作用，显微镜下进行荧光数量的测定就可。缺点：不太适合测定自然水样中细菌的总数(含有多个细菌种群。（3）、流动自动分析技术电阻变化法：电阻变化法在测定颗粒大小的同时也测定对应样品体积内颗粒的数量。缺点：颗粒的体积取代电解液的变化，从而导致电位差的变化，因此不能分清细菌和相等大小的颗粒。（2）、免疫荧光显微镜法：20（4）数字图像分析法荧光显微镜上添加了CCD照相机和影像自动分析系统缺点：受物镜放大倍数的影响，只能测定较大的细菌细胞的数量，步骤繁琐。（5）流式细胞仪测定法激光打在颗粒上，产生不同的散射光，可以发射出荧光。散射光和荧光通过光电倍增管和光电二极管采集，并将其光信号转化为电信号输出，通过合适的软件把它数字化并进行分析。缺点：样品的数目应该在1000个/毫升以上。（4）数字图像分析法216研究实例：深海微生物的研究目的：获得有关的微生物或基因筛选、分离：稀释混合涂布法、平板涂布等分子生物学手段：提总DNA(宏基因组)，进行特异性的扩增，研究海洋微生物的多样性和分离筛选特殊的基因。进而利用基因工程手段来研究其中的基因序列产生的蛋白质等。6研究实例：深海微生物的研究22深海长期以来一直被认为是一片“荒芜的沙漠”

1977年美国“阿尔文”号深潜器最早发现深海热液区,拉开了深海生命体系研究的帏幕。深海生命系统的发现是20世纪自然科学界最重要和激动人心的发现之一！深海长期以来一直被认为是一片“荒芜的沙漠”深231海洋微生物学概述课件24深海有多种独特的生命系统如热液，冷泉生命系统，完全不同于陆地和浅海的生命体系。有助于回答关于生命起源等基础生命科学问题，是新的活性物质的重要来源。剧变的温度（高温－低温）、高压、有毒物质等极端环境。生物多样性极其丰富：已发现500种左右的新物种，喷口物种的90％是喷口区特有物种。冷泉热液深海有多种独特的生命系统如热液，冷泉生命系统，完全不同于陆地25深海生物圈研究依赖于技术的发展与学科交叉未培养微生物2004年国际十大科技进展(SCIENCE)SCIENCE2006.2深海微生物培养Deepbath7亿5千万日元活性物质与极端酶深海环境对生命过程的影响深海生物圈研究依赖于技术的发展与学科交叉未培养微生物深海微生266.1ProtocolDeepseaSamplesTotalDNA

16SrDNA,MetagenomicsDNAextractionGeneticFingerprint-T-RFLP,DGGEGeneSequencesPhylogenyofMicrobialCommunityCloneLibraryGeneticDatabaseSpecificProbesFunctionScanningProbeDesign6.1ProtocolDeepseaSam27表1样品采样点描述样品类型/采样点温度采样日期采样地点4143-1硫化物/316.8℃2005/8/26MothraDepth=2267m4136-1硫化物/29.2℃2005/8/19ClambedDepth=2181m表1样品采样点描述样品类型/采样点温度采样日期采样地286.2化学成分组成的比较Fig1硫化物化学成分主要元素的组成结果：两个位点的Fe，Cu含量变化明显。4143的Cu含量是4136-1位点的3倍多，而Fe含量则较少。6.2化学成分组成的比较Fig1硫化物化学成分主要元素296.3微量元素比较4143位点微量元素含量较高6.3微量元素比较4143位点微量元素含量较高306.4两个站点的微生物总数定量分析654321M654321Fig4thequantifcationofarchaeaandbacteria4136-14143-14136-14143-16.4两个站点的微生物总数定量分析65431结果：1细菌含量相当，都在108copies/g数量级，

2古菌含量却变化比较大，4143-1位点古菌含量是106copies/g数量级，比另一位点高一个数量级。结果：1细菌含量相当，都在108copies/g数量级，32Fig24143-1位点细菌系统发生树结果：含量最为丰富的是属于epsilon和gamma类群的proteobacteria。这些克隆子主要与硫氧化相关。同时获得了一些不可培养的细菌克隆子Fig24143-1位点细菌系统发生树结果：334143-1archaea系统发生树，克隆子主要是与嗜热热和甲烷代谢相关的古菌克隆子。还有一些是不可培养的古菌4143-1archaea系统发生树，34目前已完成热液烟囱、烟囱蠕虫、多金属结核区沉积物、珠江口沉积物、红树林等五种典型海洋环境大片段宏基因组文库构建。获得了超过3万个Fosmid/Cosmid克隆子，平均外源片段插入长度超过30kb。目前已完成热液烟囱、烟囱蠕虫、多金属结核区沉积物、珠江口沉积357我国海洋研究的机构7.1开发海洋的迫切性和必要性海洋的总面积超过3.6*108km2，占地球表面积的71%，平均深度为3800米。生物门类中的88%生活在海洋中。3*109吨鱼、虾、贝、藻3*1010人海洋捕捞大约8*107吨，海水养殖1.5*107吨。7我国海洋研究的机构7.1开发海洋的迫切性和必要性367.2海洋研究的大体介绍青岛集中了全国大部分的海洋方面的科研力量。目前，国家海洋“973”计划项目全国共有7个，其中6个项目的首席科学家在青岛。其次是广州、大连、上海、北京、天津、杭州、湛江等7.2海洋研究的大体介绍377.3相关的研究机构http:国家海洋局及其下属的各个研究所中国科学院海洋所（青岛）。南海所国家农业部的项目中国海洋大学、厦门大学、清华大学、湛江海洋大学、中山大学、山东大学、大连水产学院、上海水产大学等，以及其他院校的科研力量。国家海洋863计划、海洋973项目、国家海洋局的项目、地方厅、局的项目7.3相关的研究机构38海洋微生物学王光玉海洋微生物学王光玉39教材：海洋微生物学，张晓华主编，中国海洋大学出版社，2007年12月，第一版参考文献海洋生物学，相建海，2003.03，科学出版社海洋生物技术原理和应用张士璀海洋出版社,1998,海洋生物技术新进展,范晓张士璀,海洋出版社,1999第三届海洋生物高技术论坛,2005.10,厦门全国海洋生物技术与海洋药物学术会议论文集,2006.08,大连海洋微生物及其代谢产物,林永成,化学工业出版社,2003微生物生态学,池振明,山东大学出版社,1999教材：海洋微生物学，张晓华主编，中国海洋大学出版社，200740什么是海洋微生物源生地（源生于海洋中的类群，源自陆生，适应海洋）适应性（适应于海洋环境，有些陆地的耐盐种类）来自（或分离自）海洋环境，其正常生长需要海水，并可在寡营养、低温条件（也包括海洋中高压、高温、高盐等极端环境）下长期存活并能持续繁殖自带的微生物均可称为海洋微生物。陆地的耐盐菌或广盐菌，称为兼性海洋微生物什么是海洋微生物源生地（源生于海洋中的类群，源自陆生，适应海411国内外海洋微生物学发展概述1.1海洋微生物的发展方向海洋微生物学是开始较早而发展较晚的学科，近几十年来发展最快的新兴学科之一。已逐渐成为海洋科学研究中多学科的重要交叉点。20世纪80年代：表型观察为主C.E.Zobell(佐贝尔)：MarineMicrobiology(1946),其次是日本多贺信夫和苏联的克里斯。80年代主要转入基因水平及分子生物学时期，尤其是分子生物学、遥感技术和深海探测技术。1国内外海洋微生物学发展概述1.1海洋微生物的发展方向421.2海洋微生物发展的起始阶段C.E.Zobell（1904-1988）在海洋微生物的采样、培养、基本特征、分布规律等建立起了配套的基础研究方法和基础理论。发明了J-Z海水采样瓶，至今仍应用。经过10年的每周5-6次的统计，得出“海洋异养菌的数量变化与海水中有机质的浓度有关，与季节无关”。1.2海洋微生物发展的起始阶段C.E.Zobell（19431.3国内海洋微生物研究历程1956年中国科学院海洋生物研究室（中国科学院海洋研究所前身）正式成立了海洋细菌组。到60年代中期，主要进行了海洋调查及分类方面研究。1959年，薛廷跃、孙国玉等首次从青岛近岸潮间带底泥中分离出排流杆菌、氧化硫杆菌及脱氧硫杆菌。1960年，薛廷跃从胶州湾海水中获得11株小珠菌，丹砂色小珠菌5株，StrainA一E，硫色小球菌2株，StrainA一B，柠檬色小球菌海洋变种、李氏小球菌海洋变种和纯白色小球菌。1961年，陈世阳等从青岛近海分离获得嗜盐性自身固氮菌海洋变种。研究厌氧细菌分离，从胶州湾海泥中获得厌氧光合细菌——纤细红硫菌。1.3国内海洋微生物研究历程1956年中国科学院海洋生物44

70年代中期后10年左右的时间，着重开展了环保及与藻类病害有关的研究工作。1979年丁美丽等在国内首次报道有关石油烃降解菌生态研究结果，从胶州湾分离出300余株具有分解石油烃能力的微生物。1986年，陈騳经调查胶州湾或海带栽培区在异养菌中褐藻酸降解菌有相当高的比例。1979年和1990年，陈騳等和丁美丽先后在海带病害研究中发现海带病烂与褐藻酸降解菌有关。

70年代中期后10年左右的时间，着重开展了环保及与藻类病害45进入80年代后，开展养殖动物病害研究，并继续进行有关环境保护工作。1983年，王文兴等从青岛太平角及即墨沿海养殖场水样及泥样中分离出一批菌株。钱振懦于1985年发现在青岛近岸水生活着许多对污水细菌具有抑制作用的细菌，徐怀恕等于1989年发现在青岛港钢板桩上附着对钢有腐蚀作用的氧化硫杆菌、排硫杆菌和脱氮杆菌。进入80年代后，开展养殖动物病害研究，并继续进行有关环境保护461.4国外发展概况和趋势美国、日本走在世界的前列，在海洋微生物技术方面已经超过了美国。（1）分子遗传学日本海洋与技术中心（JAMSTEC）在1998年5月-1997年7月完成了深海分离的嗜碱菌Bacillushaloduras全部基因测序工作，从中已经分离出包括蛋白酶、纤维素酶、麦芽糖酶等多种耐碱的工业用酶。利用分子生物学克隆耐高温、高压的基因并研究表达机制，可利用到工业上的发酵生产。1.4国外发展概况和趋势美国、日本走在世界的前列，在海洋47（2）生物有机化学和药物学：海洋抗生素可以有效杀灭当前已经对陆地药物产生抗性的细菌。大多是细菌或与海洋生物共生的细菌产生的。比如DHA和EPA，都是鱼肠道内的海洋细菌产生的。（3）水产养殖的应用：利用免疫学和病理学方法进行（4）环境的生物修复：以色列已经从海洋细菌中分离出一种用于石油工业乳化剂的产品。很多海洋细菌可以在高浓度的苯类化合物中生长。具有修复陆地污染的潜力。（5）生物膜与防腐剂等。细菌进行的生物腐蚀引起舰船的损坏（6）生物材料和加工。（2）生物有机化学和药物学：海洋抗生素可以有效杀灭当前已经对482海洋的基本情况根据海洋学调查的地形和海水深度不同，一般把海岸划分为沿岸区和远海区（以海水深度200米为界）。沿岸区又分为滨海带（高潮线到50米的海底）和浅海带（水深在50-200米）。是海洋研究的重点之一滨海带是海水涨潮和退潮活动的地带，所以又称潮间带。潮间带的海底底质主要分为岩石区、沙岸区和沙泥岸区。Estuarinezone（河口区）Continentshellandcontinentslope(大陆架斜坡和陡坡)2海洋的基本情况根据海洋学调查的地形和海水深度不同，一般49深海区按海水的深度分为euphoticzone(透光层，光和作用带）0-200米bathyalzone(半深海区，微透光)、200-1500米abyssalzone（深海区、深渊区，黑暗）1500米-海底深海区按海水的深度分为501海洋微生物学概述课件513海洋环境的特点3.1贫营养所有的元素尽管都有，尤其是微生物生长所需要的N、P、Fe等元素，在1ppm以下。外洋，N、P等物质循环到光合层需要几千年。3.2低温100米以下水温为0-5℃。90%以上的水体为5℃以下的低温环境。温跃层（100-150米处，水温突然降低到10°以下）3.3高压海水深度每增加10米，压力就增加一个大气压。3海洋环境的特点3.1贫营养523.4黑暗海洋大部分为黑暗区，即使在透明度较好的外洋，1000米深处的光强度只有海平面的千分之一以下。3.5厌氧海洋大部分缺少氧气，透光层比非透光层高出许多倍。水深1公里的阿拉伯海中，每升水的氧气的含量不到1毫升。3.6渗透压海洋的环境总起来说比较稳定，盐份含量在3.3-3.7%，平均为3.5%（77.8%为NaCl），pH为8.3-8.5；整个海洋的温差在35℃以内。3.7紫外线UV-B的辐射能量虽然只占光能量的5％～7％，但对生物的危害性却远较此比例高得多。例如，虽然UV-B只占太阳辐能量到达地球表面的0.8％，但在海洋和水环境中UV-B对光化学效应的贡献却占50％以上。3.4黑暗534.1海洋微生物的种类按其结构、形态和组成可分为三类非细胞型：海洋病毒原核细胞型：海洋细菌和海洋放线菌真核细胞型：海洋霉菌和海洋酵母。研究意义：通过研究海洋微生物及其生命活动规律，挖掘微生物资源、充分利用其有益的方面，从而发挥其在海洋养殖、海洋开发利用和海洋环境保护中的作用。减少其在海洋养殖的病害和对海洋环境的危害等4海洋微生物的种类、大小与分布4.1海洋微生物的种类按其结构、形态和组成可分为三类4海544.2海洋微生物的大小绝大多数海洋原核生物最大长度小于0.6微米，许多种类小于0.3微米，体积小，但是SA/V的比值大，？有的比较大：费氏刺骨鱼菌80*600微米，纳米比亚珍珠硫菌，750微米。超微型浮游生物0.01-0.2，病毒微微型浮游生物0.2-2，细菌、古菌、某些鞭毛虫微型浮游生物2-20，鞭毛虫，硅藻，甲藻小型浮游生物20-200，纤毛虫，硅藻，甲藻，其它藻类4.2海洋微生物的大小绝大多数海洋原核生物最大长度小于0.55近海区比远海区富有营养，营养、温度相对较高，因而有更多的植物、动物、微生物生存，形成复杂的生态系统，如海草形成的草地，藻类形成的森林等。透光区，硝酸盐、磷酸盐被植物吸收，死亡后残体降至非透光区，被细菌分解，在上升流区营养元素丰富，植物等发展旺盛。深海区的环境条件更为复杂，有高温的烟囱状环境区域，生活着极端的海洋微生物和希奇古怪的海洋生物。嗜酸、嗜碱、嗜冷、嗜热等微生物或海洋生物都存在。海底淤泥中含有大量的厌氧性细菌和其他生物，其活动使海底充满硫化氢。4.3海洋微生物的分布近海区比远海区富有营养，营养、温度相对较高，因而有更多的植物565海洋微生物的研究方法5.1培养计数（1）、MPN法；（2）、平板涂布5.2显微计数（1）、荧光显微镜直接计数：1973年用落射荧光显微镜对细菌进行计数。1977年应用了吖啶橙(AO)对细菌进行染色后过滤到用Irgalan溶液染黑的0.2μｍ核孔滤膜上，用荧光显微镜进行计数。1980年Porter和Feig改进对细菌的染色方法即用4，6-diamidino-2-phenylindole(DAPI)对细菌进行染色。

5海洋微生物的研究方法5.1培养计数57（2）、免疫荧光显微镜法：原理：利用抗原和抗体相互作用的原理即荧光物质与微生物细胞相互作用，显微镜下进行荧光数量的测定就可。缺点：不太适合测定自然水样中细菌的总数(含有多个细菌种群。（3）、流动自动分析技术电阻变化法：电阻变化法在测定颗粒大小的同时也测定对应样品体积内颗粒的数量。缺点：颗粒的体积取代电解液的变化，从而导致电位差的变化，因此不能分清细菌和相等大小的颗粒。（2）、免疫荧光显微镜法：58（4）数字图像分析法荧光显微镜上添加了CCD照相机和影像自动分析系统缺点：受物镜放大倍数的影响，只能测定较大的细菌细胞的数量，步骤繁琐。（5）流式细胞仪测定法激光打在颗粒上，产生不同的散射光，可以发射出荧光。散射光和荧光通过光电倍增管和光电二极管采集，并将其光信号转化为电信号输出，通过合适的软件把它数字化并进行分析。缺点：样品的数目应该在1000个/毫升以上。（4）数字图像分析法596研究实例：深海微生物的研究目的：获得有关的微生物或基因筛选、分离：稀释混合涂布法、平板涂布等分子生物学手段：提总DNA(宏基因组)，进行特异性的扩增，研究海洋微生物的多样性和分离筛选特殊的基因。进而利用基因工程手段来研究其中的基因序列产生的蛋白质等。6研究实例：深海微生物的研究60深海长期以来一直被认为是一片“荒芜的沙漠”

1977年美国“阿尔文”号深潜器最早发现深海热液区,拉开了深海生命体系研究的帏幕。深海生命系统的发现是20世纪自然科学界最重要和激动人心的发现之一！深海长期以来一直被认为是一片“荒芜的沙漠”深611海洋微生物学概述课件62深海有多种独特的生命系统如热液，冷泉生命系统，完全不同于陆地和浅海的生命体系。有助于回答关于生命起源等基础生命科学问题，是新的活性物质的重要来源。剧变的温度（高温－低温）、高压、有毒物质等极端环境。生物多样性极其丰富：已发现500种左右的新物种，喷口物种的90％是喷口区特有物种。冷泉热液深海有多种独特的生命系统如热液，冷泉生命系统，完全不同于陆地63深海生物圈研究依赖于技术的发展与学科交叉未培养微生物2004年国际十大科技进展(SCIENCE)SCIENCE2006.2深海微生物培养Deepbath7亿5千万日元活性物质与极端酶深海环境对生命过程的影响深海生物圈研究依赖于技术的发展与学科交叉未培养微生物深海微生646.1ProtocolDeepseaSamplesTotalDNA

16SrDNA,MetagenomicsDNAextractionGeneticFingerprint-T-RFLP,DGGEGeneSequencesPhylogenyofMicrobialCommunityCloneLibraryGeneticDatabaseSpecificProbesFunctionScanningProbeDesign6.1ProtocolDeepseaSam65表1样品采样点描述样品类型/采样点温度采样日期采样地点4143-1硫化物/316.8℃2005/8/26MothraDepth=2267m4136-1硫化物/29.2℃2005/8/19ClambedDepth=2181m表1样品采样点描述