第九章微生物的生態(tài)微生物生態(tài)學(xué)

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

微生物生態(tài)學(xué)的研究對(duì)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(xué)研究中，宏觀到微觀可分10個(gè)層次：生物圈、生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群、個(gè)體、器官、組織、細(xì)胞、細(xì)胞器和分子。微生物生態(tài)學(xué)研究前四個(gè)層次。生態(tài)系統(tǒng)ecosystem：在一定的時(shí)間和空間內(nèi)生物群落與它們的環(huán)境通過(guò)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)相互作用,相互依存而構(gòu)成的一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位。生態(tài)系統(tǒng)=生物群落（生產(chǎn)者+消費(fèi)者+分解轉(zhuǎn)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(gè)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(jī)物的主要分解者；物質(zhì)循環(huán)中的重要成員；生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者；物質(zhì)和能量的儲(chǔ)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(kāi)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(kù)”108~109/克肥沃土,106~107個(gè)/克貧瘠土分布：表面土數(shù)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(xì)菌（～108）＞放線菌（～107）＞霉菌（～106）＞酵母菌（～105）＞藻類（～104）＞原生動(dòng)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(wú)光、深海、超深淵海四區(qū)。飲用水的微生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)1）細(xì)菌總數(shù)：100個(gè)/mL（37℃，24小時(shí)）2）大腸菌群數(shù)：3個(gè)/L（37℃，48小時(shí)）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(biāo)，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(chǎng)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(yíng)養(yǎng)重要性：與動(dòng)植物病害的傳播，發(fā)酵工業(yè)的污染以及工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的霉病變質(zhì)有很大關(guān)系。3.空氣中的微生物場(chǎng)所空氣中的細(xì)菌數(shù)/(個(gè)/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(nóng)業(yè)產(chǎn)品上的微生物工業(yè)產(chǎn)品的霉腐;食品的微生物污染;農(nóng)產(chǎn)品上的微生物：5.極端環(huán)境下的微生物6.生物體內(nèi)外的正常菌群正常菌群：生活在健康動(dòng)物各部位，數(shù)量大、種類穩(wěn)定且一般有益無(wú)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(gè)，約為人體總細(xì)胞數(shù)的10倍。根際微生物和附生微生物二、菌種資源的開(kāi)發(fā)

“自然界豐富，但理想菌株不易得?！痹谧匀画h(huán)境中篩選菌種的一般步驟：1.采集菌樣：有機(jī)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(yíng)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(cè)定第二節(jié)微生物與生物環(huán)境間的關(guān)系生物間相互關(guān)系：9種類型++、+-、+0、0+、0-、-0、-+、--、00

（0+單方有利、++雙方有利）一、互生(metabiosis)：是指兩種可單獨(dú)生活的生物，當(dāng)它們?cè)谝黄饡r(shí)，通過(guò)各自的代謝活動(dòng)而有利對(duì)方，或偏利于一方的生活方式。

“可分可合，合比分好?！惫痰屠w維素分解菌;人腸道中正常菌群與人互生。二、共生(symbiosis)定義：兩種微生物共同生活在一起時(shí)，相互分工合作、相依為命，甚至達(dá)到難分難解、合二為一的極其緊密相互關(guān)系。特點(diǎn)：生理上相互分工，互換代謝活動(dòng)的產(chǎn)物；組織上形成新結(jié)構(gòu)--共生體，一旦分離，各自不能很好地生活。1.微生物間(地衣):絲狀真菌和藻類的共生體；2.微生物與植物間(根瘤)；3.微生物與動(dòng)物間：反芻動(dòng)物與瘤胃微生物；白蟻與原生動(dòng)物。地衣（Lichens）共生菌從基質(zhì)中吸收水分和無(wú)機(jī)養(yǎng)料；共生藻進(jìn)行光合作用，合成有機(jī)物,使地衣能在十分貧瘠的環(huán)境中生存。奶牛的瘤胃微生物根瘤和菌根指一種小型生物生活在另一種較大型生物的體內(nèi)或體表，從中奪取營(yíng)養(yǎng)并進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖，同進(jìn)使后者蒙受損害甚至被殺死的一種相互關(guān)系。寄生物，寄主。細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外寄生；專性和兼性寄生噬菌體--細(xì)菌、昆蟲(chóng)病原微生物

三、寄生(parasitism)真菌間的寄生：分泌毒素，再纏繞致死；纏繞，接觸部位侵入吸收營(yíng)養(yǎng)將菌絲或吸器伸到寄主真菌絲內(nèi)或與寄主菌絲接觸，溶解寄主細(xì)胞膜，吸取其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)圖A:一種已芽孢業(yè)桿菌扒產(chǎn)生鴉的細(xì)浪菌素透對(duì)茄垮子黃騾萎病產(chǎn)菌的煌拮抗紹作用艙；圖B:五株社放線后菌的醋菌絲掉瓊脂汪塊對(duì)吹黃瓜漂枯萎鑄病菌拉的拮廉抗作法用.某種棚生物馳所產(chǎn)暢生的病特定米代謝碧產(chǎn)物割可抑爺制他勾種生跳物的皂生長(zhǎng)貞發(fā)育鄰甚至攻殺死叉它們豪的一警種相附互關(guān)蒜系?！芭虐渤悋L己”非特配異性鑄和特梅異性壞拮抗監(jiān)。泡貝菜、過(guò)抗生雹素四、水拮抗忍(an醒ta程go搶ni始sm暴)一種斜較大茅型的伙生物悉直接酸捕捉辣、吞駱食另脫一種凡小型遭生物陪以滿成足其訂營(yíng)養(yǎng)呀需要茅的相咳互關(guān)待系?！皳p香人利京己”原生撤動(dòng)物--細(xì)菌絲式，黏池細(xì)菌榴和黏移菌--細(xì)菌帖、藻匙類、泥霉菌餃和酵舉母菌訊。五、紅捕食乒(pr合ed頸at禾is喚m,粉pr鋒ed嗎at許io牙n)六、盼競(jìng)爭(zhēng)基：生活胃在同賄一環(huán)莖境中殖的兩迎種微乏生物摘，對(duì)帶營(yíng)養(yǎng)巴物質(zhì)矛、溶字解氧巧、生另活空惰間等豪共同銀要求舊的環(huán)礙境因詠?zhàn)拥膽M相互翠爭(zhēng)奪凱、相鵝互受縱到不搖利的能影響侵?！懊鞅O(jiān)爭(zhēng)暗襖斗”由于糾在競(jìng)幸爭(zhēng)中足，兩壺者都救要消夸耗有仿限的懂同一憂養(yǎng)料浙，結(jié)進(jìn)果使鞭兩種譽(yù)微生茅物的晴生長(zhǎng)甚都受吐限制紛。損人躺不利紗己啤酒糊發(fā)酵僻過(guò)程滑中培律養(yǎng)酵阿母與獻(xiàn)野生氣酵母七、斃種間宇共處各：兩種跌微生鞏物相趨互無(wú)收影響叮地生險(xiǎn)活在躬一起斧，不拒表現(xiàn)妹出明難顯的準(zhǔn)有利零或有廚害關(guān)露系。乳桿廁菌（La陳ct圾ob登ac活il帝lu段ssp標(biāo).）和引鏈球嗽菌（St琴re然pt痛oc畫(huà)oc裹c(diǎn)u兩ssp算.）嚴(yán)格印地講壁，自墳然界尿中的習(xí)多數(shù)噴植物曾沒(méi)有撈傳統(tǒng)慘意義自上的針根系誰(shuí)，只場(chǎng)有菌兔根。類因此贈(zèng)，有鬧關(guān)植講物的月研究炒如果乓不考圖慮菌柄根或脊者菌符根的度影響始就不嬌能全呼面反禽映植培物生姨長(zhǎng)的唉真實(shí)額情況冤。第三稍節(jié)賺菌調(diào)根菌根My念co駁rr侵hi滴za演(fu寸ng銹us批-r閉oo蛙t)My途co俗rr牢hi犬za奏sPl梢an茶tSo潛ilFu言ng塑i'M峰yc崖or撐rh趁iz醒a(bǔ)仿is泛a失n乞am陪e待of劉a說(shuō)w懼id妄es噴pr春ea疼d繭ro柱ot倆s倒ym掩bi舒os炭is燙.Th削e璃my億co都rr述hi疑za艇i爽s柜no面t覆th跨e刮fu慘ng桌us些,bu敲t處ra夢(mèng)th輩er兩t戴he夠c烏om高bi鹽na訂ti賠on讀o宣f四fu觸ng輝us格a姜nd會(huì)p漸la戀nt跡‘Pl層an莫t垮Di囑ve鑄rs偽it扯ySo匯il螞E烘co筑sy垂st饒em般sFu株ng煉al叔D養(yǎng)iv樂(lè)er楊si異ty菌根令的世據(jù)界性群分布宿主剃多樣狡性，振如被船子植純物、調(diào)裸子放植物誘、蕨繳類、暫蘚類拔，還贊是草涂本、膛木本輕或藤糾本植訂物，怪涉及稀重要秀的農(nóng)灣作物宅、經(jīng)齒濟(jì)作舟物如輕小麥格、玉攪米、疤棉花霜、高暴粱，乎等以末及以痛及園演藝植周物、盆藥用扔植物冰、野蒸生植公物和梢經(jīng)濟(jì)貞林木顆等據(jù)統(tǒng)筋計(jì)>9欺0%維管柱束植東物的溪科屬聰于有揚(yáng)菌根倒的科啞，約30秤0,淹00臺(tái)0種以意上植奮物是錫菌根感植物生態(tài)割環(huán)境困的多情樣性踐，如胳熱帶教雨林匆、熱相帶原礦始林常、人午工林瞞、天壯然次冶生林痛、自謙然保吳護(hù)區(qū)瓶等生墻態(tài)環(huán)葵境甚抄至一緊些極賀地高企山等懇都有全分布騰以及裹一些缺濕地妻、沼飛澤、脖河流好、湖裙泊等貸水生郊環(huán)境此外浩，AM還大喂量存礙在于臭農(nóng)田絞、果糠園、橋菜地饑、林與地、沒(méi)草地南和草詢?cè)葷?，甚?jì)至一取些脅嘴迫環(huán)女境中生也有AM的分窄布，確如鹽維堿地糕、退逆化土爺壤、礙退化躬草原改、重掀金屬陜污染簡(jiǎn)區(qū)、脖礦渣舉堆等研究夜表明這菌根刻是呈狡世界嫌性分陜布的1.外生緊菌根養(yǎng)。真臺(tái)菌菌杜絲大惑部分扣包被訴在植劑物幼筑根的亡表面手，形育成白己色絲妥狀物懸覆蓋箏層，雙只有鮮少數(shù)短菌絲效伸入好根的撫表皮輩、皮慌層細(xì)努胞的朗胞間帶隙中花，但暗不侵行入細(xì)雨胞之睬中。矩以菌評(píng)絲代饞替了兇根毛牢的功要能，雹增加銀了根碧的吸怕收面繼積，國(guó)具有經(jīng)外生蔬菌根傭的根虛尖通鋤常略銜變粗合。如巾馬尾籠松、命云杉憐、櫟脅屬等2.內(nèi)生割菌根士。真歐菌的狠菌絲功通過(guò)環(huán)細(xì)胞文壁大躲部分醬侵入俘到幼寇根皮達(dá)層活青細(xì)胞槐內(nèi)，鈔呈盤(pán)龜旋狀題態(tài)。駝在顯脅微鏡洲下，查可以告看到惡表皮馬細(xì)胞塵和皮膝層細(xì)歷胞內(nèi)鞏散布宇著菌叛絲。金如胡轉(zhuǎn)桃、位桑、盯葡萄爽、李傭、杜喘鵑及掠蘭科侮等植逢物3.內(nèi)外殲生菌死根。想兩種闖菌根蘿的混撫合型境。真早菌的判菌絲諷不僅待從外煩面包正圍根陣尖，隙而且艘還伸狗入到皮皮層里細(xì)胞廉間隙兵和細(xì)瞎胞腔巾內(nèi)，由如蘋(píng)沖果、文草莓肺等外生液菌根植能代多替根弓毛擴(kuò)嫌大林壞木根勝系的弦營(yíng)養(yǎng)楚吸收狼面積堪，促工進(jìn)生沒(méi)長(zhǎng)；業(yè)增加跑林木掌抗逆算性；萬(wàn)防御粘病害外生弄菌根叢枝說(shuō)菌根OR泡囊-叢枝杏菌根泡囊(貯存縱養(yǎng)分位、繁震殖)和叢鼠枝(物質(zhì)視交換注的優(yōu)核勢(shì)位緒點(diǎn)或確主要眾場(chǎng)所)中柱餅鞘皮層AM密F根外穩(wěn)菌絲根組醒織內(nèi)捧叢枝秀菌根京結(jié)構(gòu)孫多樣堤性植物艦細(xì)胞毯壁叢枝叢枝泡囊叢枝弟菌根AM營(yíng)養(yǎng)鈴上互弟惠共敵生關(guān)帽系宿主:供給AM隙F賴以飽生長(zhǎng)窮的碳水復(fù)化合潤(rùn)物等真菌:回饋興水份嚇、礦必物質(zhì)熄等及生綿態(tài)、細(xì)生理墻學(xué)作符用AM營(yíng)養(yǎng)忽吸收碰的特眨征：a.精細(xì)?≈屬0.衰01掃mm戲c者.泡囊(貯藏)b.無(wú)隔d.大量綢的叢鍬枝(營(yíng)養(yǎng)份交換)AM撓--植物擔(dān)營(yíng)養(yǎng)泉吸收肆的主燥要結(jié)截構(gòu)10覺(jué)0-懂20斬0m篩o捧f遲hy解ph坡ae鼓/m桌r悉oo蘆t8老to令2狠0慰km培h旨yp黃ha馬e/醉L肺so訓(xùn)il(S出ch葡re惰in縫eret抖a易l.,敗1法99雷7)AM、菌羞絲橋齒與菌家根依辱賴集高團(tuán)AM舉F通過(guò)卻其伸轎展在敗土壤旦中的棟根外療菌絲鐮在同叉種和收不同門(mén)種植淹物根應(yīng)系間刊形成薦菌絲線橋把冷一些斷同種技或無(wú)警親緣尾關(guān)系友的植腳物結(jié)頃合在兵一起辣形成括“豎依賴效植物癥集團(tuán),以菌針絲為疑通道,在植爛物之爭(zhēng)間傳吩遞物圖質(zhì)和朱信息,雙向視傳遞C、N和P等物盤(pán)質(zhì),影響后生態(tài)保系統(tǒng)唯中的罵資源捏配置菌根夾概述AM生態(tài)會(huì)功能恥的重假要性提高蒼植物皂根系棗吸收悠水、擠肥特枕別是P的能尤力提高紛植物牧對(duì)礦閣物質(zhì)展和有磨機(jī)質(zhì)完的分作解和聚利用分泌戒生長(zhǎng)信激素六和生察長(zhǎng)調(diào)田節(jié)素著，促嘩進(jìn)植續(xù)物生躺長(zhǎng)增強(qiáng)叛植物揪的抗劃逆性塊、抗應(yīng)病性提高烏苗木會(huì)成活健率改良暴土壤糠，提魯高其手生產(chǎn)饅力……AM在不排同組喬織水位平上傅影響阿生命伏系統(tǒng)烤的過(guò)缸程和魚(yú)功能AM浩:植被聯(lián)恢復(fù)赴過(guò)程套中的飼功能趟性助拍手20世紀(jì)30年代,美國(guó)懲南加爐州加燃勒比為松引災(zāi)種Vo維zz益o,技Ha福ck雁sk擦ay閘lo酒,1庭97秧1)20世紀(jì)80年代,美國(guó)墻圣地慚亞哥壟海濱飄海鄰燕麥(S俘yl茶vi辱a,恐1件98狠9吼)Ca揀ra侍va沖ca等(2情00家3)對(duì)西氣班牙暢東南勞部地堵中海眼半干爽旱地耀區(qū)的評(píng)休耕肥農(nóng)田條進(jìn)行麥生態(tài)避恢復(fù)覺(jué)；En潮kh耀tu蛇ya等(2惱00湯3)在對(duì)筑冰島煎南部捉火山挽灰質(zhì)門(mén)土壤彈進(jìn)行誰(shuí)植被底恢復(fù)