第九章 微生物生态

第九章微生物的生态微生物生态学

生态学（ecology）是一门研究生命系统与其环境系统间作用规律的科学。

微生物生态学的研究对象是微生物群体与其周围环境（生物和非生物）条件间相互作用的规律。生命科学研究中，宏观到微观可分10个层次：生物圈、生态系统、群落、种群、个体、器官、组织、细胞、细胞器和分子。微生物生态学研究前四个层次。生态系统ecosystem：在一定的时间和空间内生物群落与它们的环境通过物质循环和能量流动相互作用,相互依存而构成的一个生态学功能单位。生态系统=生物群落（生产者+消费者+分解转化者）+环境条件生物群落community

：生活在特定空间或区域的所有生物种群的集合体种群population：生活在特定空间或区域的同一物种的所有个体的集合体生物圈biosphere：地球上所有生物群落以及它们生存的环境的总体微生物只是生态系统中生物群落的一部分。

微生物在生态系统中的作用有机物的主要分解者；物质循环中的重要成员；生态系统中的初级生产者；物质和能量的储存者；地球生物演化中的先锋种类。第一节微生物在自然界中的分布

与菌种资源的开发一、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“天然培养基”，“菌种资源库”108~109/克肥沃土,106~107个/克贫瘠土分布：表面土数量少；5~20cm处最多；20cm以下随深度增加而减少10倍系列的递减规律：每克耕作层土壤中，细菌（～108）＞放线菌（～107）＞霉菌（～106）＞酵母菌（～105）＞藻类（～104）＞原生动物（～103）

2.水体中的微生物1）淡水水体的微生物

①清水型：化能、光能自养微生物为主，10-103/ml②腐败型：肠道杆菌、芽孢杆菌、螺菌等，107-108/ml2）海水微生物：多为嗜盐菌，分布于海洋边、底部。分透光、无光、深海、超深渊海四区。饮用水的微生物学标准1）细菌总数：100个/mL（37℃，24小时）2）大肠菌群数：3个/L（37℃，48小时）因霍乱、痢疾等肠道传染病病原体少，用其同源的大肠菌群作指标，间接反映。水体的自净作用（selfcleaning）：“流水不腐”

空气不是良好的微生物生存场所，但漂浮着许多微生物较干燥；紫外辐射；温度变化大；缺乏营养重要性：与动植物病害的传播，发酵工业的污染以及工农业产品的霉病变质有很大关系。3.空气中的微生物场所空气中的细菌数/(个/m3)蓄舍1~2×106

宿舍2×104

城市街道5×103

公园200海面1~2北极0~14.工农业产品上的微生物工业产品的霉腐;食品的微生物污染;农产品上的微生物：5.极端环境下的微生物6.生物体内外的正常菌群正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大、种类稳定且一般有益无害的微生物种群。人体的正常菌群:口鼻腔、消化道、泌尿生殖道、皮肤、粘膜。1014个，约为人体总细胞数的10倍。根际微生物和附生微生物二、菌种资源的开发

“自然界丰富，但理想菌株不易得。”在自然环境中筛选菌种的一般步骤：1.采集菌样：有机物含量；深度；植被情况；季节；方法。2.富集培养：选择培养基加特殊营养物，在合适条件下，使所需菌大量繁殖。3.纯种分离4.性能测定第二虎节凳微勾生物滥与生嫂物环兰境间织的关菊系生物叙间相勒互关谣系：9锈种类木型+旧+、+样-、+拉0、脑0然+、0驰-、-樱0、-歼+、-党-、0箱0（迫0+皮单方任有利石、+字+双挑方有绝利）一、窃互生虽(me聪ta嫩bi落os凯is闹)：是指两乡丰种可按单独楚生活司的生赵物，坝当它岁们在返一起廉时，联通过冷各自陵的代脸谢活勉动而芬有利手对方扬，或燥偏利做于一广方的烟生活忆方式四。“可分董可合替，合包比分锋好。”固氮喂菌和舍纤维耳素分宝解菌;人肠炎道中狸正常深菌群匙与人大互生劳。二、忆共生粉(sy秆mb它io辈si炊s)定义盏：两种辈微生非物共鞠同生右活在休一起烧时，服相互而分工体合作躬、相杨依为辞命，旅甚至黄达到岸难分碗难解南、合楼二为码一的惑极其赔紧密很相互牵关系援。特点扯：生理泼上相堂互分呈工，伤互换申代谢摧活动登的产励物；组织势上形艳成新链结构--共生炉体，毛一旦罩分离府，各畏自不偿能很胀好地电生活咽。1.蜜微生尽物间(地衣):丝状仅真菌折和藻撕类的药共生挠体；2.将微梅生物陪与植舌物间(根瘤)；3.示微期生物成与肠动物倾间：呆反刍默动物涨与瘤性胃微数生物黎；白除蚁与爽原生闻动物挖。地衣震（Li津ch遇en颂s）共生老菌从许基质坝中吸店收水龟分和钞无机膨养料败；共生未藻进直行光地合作穴用，哲合成惜有机识物,使地万衣能认在十将分贫饿瘠的六环境堆中生进存。奶牛择的瘤录胃微辽生物根瘤浇和菌陡根指一助种小且型生齿物生展活在逆另一店种较守大型扯生物慢的体笼内或买体表佣，从惨中夺泳取营北养并乓进行趣生长剃繁殖品，同伞进使懂后者哗蒙受匀损害名甚至秤被杀广死的絮一种马相互些关系勤。寄生混物，寄主。细胞受内和巩细胞穗外寄乎生；锋专性疾和兼胞性寄滨生噬菌乳体--细菌情、昆贪虫病普原微乳生物三、头寄生亡(pa虹ra咐si节ti钩sm俗)真菌碗间的妥寄生屠：分泌培毒素谜，再始缠绕缸致死蚂；缠绕尤，接拥触部偶位侵卷入吸草收营只养将菌乓丝或师吸器木伸到汉寄主梨真菌缩慧丝内卷或与墓寄主岂菌丝净接触差，溶沟解寄墓主细丘胞膜较，吸摩取其昆营养邀物质图A:一种什芽孢抖杆菌昂产生亮的细汉菌素舅对茄薯子黄祝萎病逝菌的艺拮抗码作用辛；图B:五株棍放线她菌的盛菌丝候琼脂包块对委黄瓜邻枯萎苗病菌某的拮筒抗作帝用.某种谨生物柔所产羞生的况特定食代谢搬产物否可抑忘制他宰种生劫物的砍生长缓发育礼甚至零杀死晚它们让的一逐种相栽互关炭系。“排勇除异酿己”非特偿异性魄和特岩异性危拮抗喝。泡盲菜、骨抗生叛素四、兼拮抗歉(an烧ta赶go接ni乐sm猪)一种燃较大西型的持生物而直接勿捕捉请、吞乔食另歪一种哭小型齐生物瓶以满座足其仰营养残需要任的相基互关毛系。“损驶人利换己”原生裂动物--细菌旧，黏下细菌渠和黏辉菌--细菌停、藻俘类、纲霉菌甜和酵魂母菌惧。五、尸捕食段(pr苦ed哥at笛is帜m,肉pr攀ed抵at克io跟n)六、懂竞争风：生活夸在同穷一环眨境中涝的两低种微护生物酸，对辆营养尘物质纺、溶贱解氧侨、生伴活空勿间等柱共同判要求帐的环巴境因喷子的沾相互峡争夺占、相答互受玩到不旋利的尚影响决。“明嫌争暗币斗”由于追在竞既争中炉，两只者都挽要消荷耗有墨限的塘同一瓶养料衣，结轿果使信两种哭微生敲物的岩生长夸都受格限制殊。损人认不利身己啤酒士发酵搏过程厕中培等养酵姐母与葛野生宋酵母七、奋种间插共处沸：两种袜微生旧物相评互无捐影响换地生匙活在钱一起流，不胳表现馆出明没显的返有利戒或有血害关丸系。乳杆沿菌（La红ct染ob返ac鞠il说lu排ssp拖.）和刷链球店菌（St浓re筑pt祝oc渗oc停cu维ssp披.）严格裤地讲芦，自盈然界捞中的强多数赴植物覆没有券传统趁意义沟上的惕根系潮，只信有菌膊根。范因此盯，有削关植刻物的井研究彼如果誉不考捕虑菌伐根或牺者菌胃根的窝影响款就不越能全扛面反叛映植森物生烛长的匙真实啄情况创。第三鞠节欢菌善根菌根My拾co鬼rr胳hi帐za匹(fu仇ng陶us妹-r算oo估t)My四co窄rr机hi包za鄙sPl俭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罚am鱼e政of耻a叨w绩id肝es扔pr紫ea袋d惠ro态ot旧s墓ym姿bi婶os债is装.Th菌e冷my染co舟rr顷hi委za心i匪s功no以t魂th弹e动fu键ng祖us狗,bu酱t纹ra疾th荒er活t幅he削c凝om晒bi交na往ti挖on洲o拜f舱fu爬ng催us杨a多nd弯p除la凯nt才‘Pl洪an纲t奔Di刊ve哗rs押it易ySo缝il版E矮co卖sy潜st询em怖sFu陆ng鸡al系D弹iv肾er择si赶ty菌根承的世阴界性绘分布宿主予多样归性，侄如被祝子植梯物、非裸子告植物贱、蕨拾类、抵藓类东，还唐是草盐本、廊木本功或藤进本植盟物，圆涉及破重要骗的农绘作物雅、经治济作筝物如览小麦沙、玉蚂米、虎棉花缓、高眯粱，弓等以赛及以菠及园钳艺植冤物、压药用渔植物摩、野干生植垂物和肌经济铜林木丝式等据统含计>9重0%维管钉束植较物的隔科属诞于有节菌根添的科蔬，约30够0,怜00博0种以饱上植袖物是冶菌根基植物生态阵环境童的多刮样性拳，如灯热带昌雨林缸、热梁带原哪始林尾、人拔工林猴、天逝然次象生林送、自套然保峰护区惊等生恩态环旺境甚油至一约些极鹊地高鼓山等俗都有防分布朵以及灯一些映湿地摸、沼以泽、饺河流捧、湖业泊等焦水生柴环境此外斗，AM还大扭量存亚在于卸农田袍、果师园、希菜地修、林践地、深草地戒和草他原等扩，甚值至一寨些胁圾迫环籍境中袄也有AM的分龙布，下如盐蜘碱地恋、退篮化土扩壤、亲退化岔草原个、重韵金属旬污染守区、蹲矿渣轮堆等研究切表明脚菌根滚是呈截世界筑性分启布的1.外生蚁菌根颤。真枝菌菌咐丝大累部分辛包被侦在植像物幼振根的功表面督，形卷成白纸色丝段状物况覆盖魄层，钩只有椒少数戏菌丝牵伸入支根的今表皮席、皮搬层细漂胞的耕胞间森隙中酱，但锻不侵习入细野胞之眼中。迈以菌剩丝代答替了骂根毛孤的功搂能，厚增加挣了根嫌的吸虎收面模积，奸具有出外生矩菌根泽的根确尖通嘴常略纱变粗送。如辰马尾耀松、纵云杉膨、栎驼属等2.内生袖菌根词。真娘菌的绑菌丝咏通过小细胞锅壁大权部分沃侵入骑到幼晓根皮蜓层活志细胞盯内，稠呈盘剪旋状策态。掩在显架微镜临下，业可以炮看到目表皮妈细胞贡和皮念层细势胞内拼散布雾着菌斤丝。纱如胡撑桃、钩桑、敞葡萄足、李筐、杜俊鹃及吨兰科荒等植缝物3.内外代生菌谅根。值两种者菌根隐的混神合型壶。真稼菌的吊菌丝职不仅樱从外谨面包拿围根捷尖，柴而且以还伸卖入到边皮层染细胞巡寿间隙馅和细施胞腔什内，等如苹鞭果、签草莓界等外生备菌根肚能代藏替根储毛扩愈大林两木根股系的饲营养区吸收阻面积针，促猜进生问长；鹿增加台林木余抗逆歪性；浅防御艳病害外生粪菌根丛枝廉菌根OR泡囊-丛枝粪菌根泡囊(贮存辣养分矩、繁斗殖)和丛驰枝(物质鬼交换药的优荐势位忆点或塞主要捧场所)中柱斜鞘皮层AM呈F根外饰菌丝根组软织内筐丛枝捡菌根内结构事多样勾性植物丹细胞调壁丛枝丛枝泡囊丛枝队菌根AM营养谣上互凡惠共丽生关他系宿主:供给AM完F赖以捏生长袋的碳水帖化合卵物等真菌:回馈密水份恨、矿屡物质漂等及生卡态、允生理绸学作幕用AM营养垦吸收盛的特井征：a.精细ø≈毁0.怎01灭mm螺c厚.泡囊(贮藏)b.无隔d.大量矿的丛对枝(营养犯交换)AM瘦--植物逆营养从吸收菠的主还要结葱构10括0-固20斧0m呈o垒f纽奉hy柱ph魔ae沟/m陶r捉oo蜡t8责to牌2销0吊km赌h列yp锹ha抵e/剂L础so猪il(S昂ch狮re转in耻eret各a摊l.,紧1污99跃7)AM、菌工丝桥相与菌绳根依直赖集挑团AM粪F通过遗其伸假展在奸土壤薯中的咏根外稼菌丝劣在同善种和抽不同尖种植刷物根质系间彩形成本菌丝串桥把谋一些鸭同种取或无歌亲缘秧关系垃的植板物结报合在妥一起焰形成测“爸依赖钢植物尊集团,以菌索丝为聪通道,在植滩物之趋间传陪递物辛质和坦信息,双向轰传递C、N和P等物腰质,影响继生态云系统艇中的昌资源边配置菌根伞概述AM生态最功能如的重勺要性提高蓝植物夏根系闯吸收士水、茄肥特油别是P的能撑力提高扑植物弹对矿填物质溪和有盲机质幻玉的分逝解和理利用分泌继生长昌激素腾和生惜长调迎节素健，促熄进植订物生顽长增强嚼植物遥的抗旬逆性染、抗毒病性提高钞苗木摩成活谈率改良漏土壤血，提庙高其洽生产统力……AM在不屑同组伶织水信平上咳影响坐生命碍系统碌的过吗程和灭功能AM沸:植被君恢复插过程辛中的违功能惧性助挂手20世纪30年代,美国林南加芬州加响勒比化松引聪种Vo格zz幕o,夸Ha昂ck缓sk育ay产lo眉,1催97塌1)20世纪80年代,美国占圣地铃亚哥泽海滨印海润燕麦(S怪yl佣vi悟a,舍1苗98击9腹)Ca纵ra跌va嫌ca等(2遭00米3)对西历班牙宴东南昆部地赛中海提半干葬旱地布区的牢休耕弓农田软进行获生态屈恢复谁；En