1、12.環(huán)境微生物生態(tài),王 志 平 ,Microbial ecology in environment,08:53,2,一、生態(tài)系統(tǒng),在一定空間和時(shí)間內(nèi)范圍內(nèi)，生物(動(dòng)物、植物、微生物的個(gè)體、種群、群落)和生存環(huán)境(光、土壤、空氣、水等生物因子)之間通過物質(zhì)循環(huán)和能量流通組成一個(gè)自然體。,08:53,3,1.生態(tài)系統(tǒng)的組成,08:53,4,基本概念 1,個(gè)體：指某一具體生物的單個(gè)個(gè)體，具有生長-發(fā)育-繁殖-死亡的過程，是組成種群的單位。 種群：是生活在同一特定空間的同一生物種的所有個(gè)體的集合體，是生物群落的組成單位。 群落：生活在同一特定空間或區(qū)域的所有生物種群的聚合體，是生態(tài)系統(tǒng)的組成部分。,

2、08:53,5,食物鏈(Food chain)：一種生物被另一種生物吞食，后者再被第三種生物吞食，形成以食物連接起來的鏈鎖關(guān)系。 食物鏈對(duì)環(huán)境中物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和蓄積有重要作用。 營養(yǎng)級(jí)(Trophic level):食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和。,基本概念 2,08:53,6,生產(chǎn)者(Producer)：利用太陽能或化學(xué)能將簡單無機(jī)物合成復(fù)雜有機(jī)物的生物。 消費(fèi)者(Consumer)：靠植物或其他生物為食而獲得生存能量的生物。 分解者(Decomposer)：將復(fù)雜的有機(jī)物分解簡單的無機(jī)物的生物。,基本概念 3,08:53,7,08:53,8,能量金字塔：能量隨營養(yǎng)級(jí)由下而上逐級(jí)遞減，各營養(yǎng)

3、級(jí)僅能將約10輸送給上一級(jí)(能量流動(dòng)十分之一定率)，由此構(gòu)成金字塔形結(jié)構(gòu)。 適于水生生態(tài)系統(tǒng),基本概念 4,08:53,9,生物放大(Biomagnification)：在同一食物鏈上，污染物通過食物鏈傳遞使?jié)舛入S營養(yǎng)級(jí)逐級(jí)提高的現(xiàn)象(專指有食物鏈關(guān)系的) 生物濃縮 (Bioconcentration)：從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難分解的化合物，使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。生物富集(Bio-enrichment) 生物積累:生物體生長發(fā)育過程中，通過環(huán)境或食物累積污染物的過程。,基本概念 5,寂靜的春天 (SILENT SPRING)， DDT,08:53,10,2.生態(tài)系統(tǒng)的

4、功能-能量物質(zhì)循環(huán),能量通過食物鏈在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞和消耗； 物質(zhì)通過食物鏈在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞轉(zhuǎn)化。,08:53,11,生態(tài)系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，當(dāng)能量和物質(zhì)的輸入大于輸出時(shí)，生物量增加；反之，生物量減少。 正常條件下，系統(tǒng)內(nèi)各種群的數(shù)量比均保持相對(duì)恒定。 受到外界干擾時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)能自行調(diào)節(jié)恢復(fù)到原來的穩(wěn)定狀態(tài)，即生態(tài)平衡(動(dòng)態(tài)平衡)。,生態(tài)平衡,08:53,12,1. 互生關(guān)系,2. 共生關(guān)系,3. 竟?fàn)庩P(guān)系,4. 寄生關(guān)系,6. 捕食關(guān)系,3.微生物生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物關(guān)系,5. 拮抗關(guān)系,08:53,13,兩種生物可以獨(dú)立生活，也可以形成松散的聯(lián)合，對(duì)一方有利，或雙方都有利。例如，土壤中纖維素分解細(xì)菌

5、和固氮菌、產(chǎn)甲烷菌與產(chǎn)乙酸菌、硫酸鹽還原菌與光合細(xì)菌之間的互生關(guān)系。,互生關(guān)系 (Metabiosis),08:53,14,2 CO2 + H2S + 2 H2O,2 CH2O + H2SO4,2CO2 + 4H2S,紅硫細(xì)菌,2 CH3CHOHCOOH + H2SO4,2 CH3COOH + 2 CO2 + H2S + 2 H2O,乳酸,乙酸,硫酸鹽還原細(xì)菌,CO2 + 2 H2S,CH2O + 2 S + H2O,綠硫細(xì)菌,硫還原細(xì)菌,CH3COOH + 4S + 2H2O,硫酸鹽還原菌與光合細(xì)菌,08:53,15,兩種微生物緊密生活在一起，彼此依賴，相互為對(duì)方創(chuàng)造有利條件，有的達(dá)到了難以

6、分離的程度。生理上相互分工，組織上形成了新的結(jié)構(gòu)，彼此分離各自就不能很好地生活。 在環(huán)境微生物領(lǐng)域，純化分離微生物時(shí)經(jīng)常遇到兩種微生物很難被分離的現(xiàn)象，其中有的就是源于共生關(guān)系的兩株菌；而生物膜、活性污泥菌膠團(tuán)內(nèi)的微生物一般也都存在共生關(guān)系。,共生關(guān)系 (Symbiosis),08:53,16,一種微生物生命活動(dòng)中，通過競爭營養(yǎng)基質(zhì)或產(chǎn)生某些代謝產(chǎn)物改變環(huán)境條件，能抑制其它微生物的生長繁殖，或毒害殺死其它微生物的現(xiàn)象。 如：活性污泥中，在溶解氧或營養(yǎng)成為限制因子時(shí)，菌膠團(tuán)細(xì)菌與絲狀細(xì)菌的關(guān)系；曝氣生物濾池中硝化菌與異養(yǎng)菌競爭關(guān)系。 由于微生物的世代時(shí)間比較短，代謝強(qiáng)度大，所以生存競爭往往表現(xiàn)得

7、很激烈。在一個(gè)生存環(huán)境內(nèi)，不同的時(shí)間將會(huì)出現(xiàn)不同的優(yōu)勢種。這種優(yōu)勢微生物在某種環(huán)境下，能最有效地適應(yīng)當(dāng)時(shí)的環(huán)境，而環(huán)境條件一旦改變，就可能被另一種微生物代替并發(fā)育成新的優(yōu)勢種。,競爭關(guān)系 (Competition),08:53,17,活性污泥中的膠團(tuán)形成菌和絲狀菌形成一個(gè)微生物共生的生態(tài)體系，在這種共生關(guān)系中，絲狀微生物是一種不可缺的重要微生物，其對(duì)于維持污泥絮體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，保證活性污泥系統(tǒng)高效穩(wěn)定地凈化污水起著重要的作用。 通常在活性污泥中菌膠團(tuán)細(xì)菌占主導(dǎo)優(yōu)勢時(shí)，污泥有著良好的沉降性能；但當(dāng)絲狀菌生長超過菌膠團(tuán)細(xì)菌時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹，導(dǎo)致污泥的沉降性能變差，出水水質(zhì)惡化、渾濁。 當(dāng)活性污泥

8、系統(tǒng)中溶解氧 (DO) 降低時(shí)，活性污泥中的微生物將對(duì)有限的DO展開競爭，由于絲狀菌的表面積比比菌膠團(tuán)大，有競爭力，造成污泥膨脹。,菌膠團(tuán)細(xì)菌與絲狀細(xì)菌,08:53,18,一種生物能侵入另一種生物體內(nèi)吸取自己所需要的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長繁殖，在一定的條件下對(duì)后者造成損害或死亡的現(xiàn)象叫寄生。,寄生關(guān)系 (Parasitism),細(xì)菌間：一種細(xì)菌可以寄生在另一種細(xì)菌體內(nèi)。如食菌蛭弧菌能寄生在大腸桿菌等許多-菌體內(nèi)。,真菌間：一種真菌寄生在另一種真菌間較普遍（食用菌與綠色木霉）。,08:53,19,食菌蛭弧菌,08:53,20,兩種微生物生活在一起時(shí)，一種微生物產(chǎn)生某些特殊的代謝產(chǎn)物或改變環(huán)境條件，從而

9、抑制甚至殺死另一種微生物的現(xiàn)象。 許多微生物在其生命活動(dòng)過程中，產(chǎn)生抗菌物質(zhì)(抗菌素和殺菌素)，能抑制對(duì)它分泌物敏感的微生物，這是一種特異性拮抗關(guān)系。 在酸菜、泡菜和青貯飼料的制作過程中，由于乳酸細(xì)菌的旺盛繁殖，產(chǎn)生大量乳酸，使環(huán)境變酸而抑制腐敗細(xì)菌的生長，是一種非特異性拮抗關(guān)系。,拮抗關(guān)系 (Antagonism),08:53,21,酵母菌與綠藻的拮抗關(guān)系,08:53,22,捕食關(guān)系是一種微生物直接吞食另一種微生物，如廢水生物處理系統(tǒng)中原后生動(dòng)物捕食細(xì)菌、放線菌、真菌的孢子及單細(xì)胞藻類；富營養(yǎng)化水體中食藻細(xì)菌捕食藻類。,捕食關(guān)系 (Predation),08:53,23,4.生態(tài)系統(tǒng)的分類,

10、植物生態(tài)系統(tǒng) 動(dòng)物生態(tài)系統(tǒng) 人類生態(tài)系統(tǒng) 微生物生態(tài)系統(tǒng),水生生態(tài)系統(tǒng) 空氣生態(tài)系統(tǒng) 土壤生態(tài)系統(tǒng),08:53,24,進(jìn)入環(huán)境的污染物經(jīng)微生物作用發(fā)生的物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化過程，及由此導(dǎo)致的微生物種群結(jié)構(gòu)變化及對(duì)環(huán)境內(nèi)其他生物的影響。,環(huán)境微生物生態(tài)研究的對(duì)象,08:53,25,二、土壤微生物生態(tài),土壤的生態(tài)條件 土壤中的微生物種類、數(shù)量及分布 土壤自凈和污染土壤微生物生態(tài) 土攘污染和土壤生物修復(fù) 土攘中微生物的分離與計(jì)數(shù),08:53,26,1.土壤的生態(tài)條件,溫度： pH： 5.58.5 氧：約為土壤中空氣分?jǐn)?shù)的78% 營養(yǎng)：無機(jī)鹽和有機(jī)質(zhì) 滲透壓：G+ 2.02.5G- 0.50.6土 0.30.

11、6,08:53,27,每克土壤的含菌量大體上有一個(gè)十倍系列的遞減規(guī)律； 細(xì)菌 (108)放線菌 (107)霉菌 (106)酵母菌 (105)藻類 (104)原生動(dòng)物 (103)； 主要存在于土壤表層以下30cm內(nèi)。,2. 土壤中的微生物種類、數(shù)量及分布,08:53,28,土壤自凈：土壤通過各種物理、生化過程，自動(dòng)分解污染物使土壤恢復(fù)到原有水平的凈化過程。 自凈能力的大小取決于土壤中微生物的種類、數(shù)量和活性及土壤結(jié)構(gòu)、通氣狀況等理化性質(zhì)。,3.土壤自凈和污染土壤微生物生態(tài),08:53,29,土壤自凈機(jī)理,物理凈化：土壤機(jī)械阻留、稀釋、揮發(fā)等 物理化學(xué)凈化：帶電污染物與土壤膠體上吸附的陰陽離子交換

12、 化學(xué)凈化：氧化還原、中和、絡(luò)合、分解、光解等 生物凈化：土壤微生物胞外、胞內(nèi)酶的降解作用，最重要的凈化途徑,08:53,30,分為重金屬污染和有機(jī)污染； 改變土壤物理化學(xué)性質(zhì)，破壞土壤生態(tài)群落； 污染的特點(diǎn)： 隱蔽性、積累性、滯后性、不可逆性,4.土攘污染和土壤生物修復(fù),08:53,31,原位處理 直接向污染地區(qū)接種微生物并提供氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)污染物生物降解的生物修復(fù)工藝。 異位處理 將受污染的土壤，搬動(dòng)或輸送到它處進(jìn)行的生物修復(fù)處理，強(qiáng)調(diào)人為控制。 反應(yīng)器處理,土壤生物修復(fù),08:53,32,五氯酚 Flavobacterium sp. (Hu ZhongCheng. 1994)

13、Phanerochaete soidida (Lamar, R.T. et al. 1994) Pnanarochaete chrysosporium (Kang Guyoung et al. 1994) Trametes verscolor (Logan, B. E. et al. 1994) 氯酚 Rhodotorula glutinis (Katayama. et al. 1994)多環(huán)芳烴類 Bacillus sp. Mycobacterium sp. (Maue, G. et al. 1994) Nocardia sp. Sphingomonas sp. Alcaligenes sp

14、. Pseudomonas sp. Flavobacterium sp. Mycobacterium sp. PYR-1 (Kelley, I. et al. 1995)2-硝基甲苯 Pseudomonas sp. JS42 (Haigler, B. E. et al. 1994)蒽醌染料 Bacillus subtilla (Itoh, K. et al. 1993)甲基溴化物 Methylocoocus capsulatus (Oremland, R. S. et al. 1994)氯苯 Pseudomonas sp. (Nishino, S. F. et al. 1994) 多氯聯(lián)苯(P

15、CB) Pseudomonas sp. Alcaligenes sp. (Dercova, K. et al. 1993),污染物 降解菌 參考文獻(xiàn),08:53,33,石油化合物 Bacteroides sp. Wolinella sp. (Jun, E. H. et al. 1994) Desulfomonas sp. Desulfobacter sp. Desulfococcus sp. Megasphaera sp. Acinetobacter sp. (Kwon, K. K. et al. 1994)n-十六烷 Acinetobacter sp. (Espeche, M. E. 199

16、4)間硝基苯甲酸 Pesudomonas sp. (Nadeau, L. J. 1995)3-羥基丁酸聚合物 Acidovorax facilis (Mergaert, J. et al. 1993)3-羥基戊酸聚合物 Variovorax paradoxus Bacillus sp. Streptomyces sp. Aspergillus fumigatus Penicillium sp. 氯化愈創(chuàng)木酚 Acinetobacter junii (Gonzalez, B. et al. 1993)農(nóng)藥 Rhodococcus sp. B-30 (Behki, R. M. et al. 199

17、4)硫丹 Aspergillus niger (Mukhenee, I. et al. 1994)1,4-二氧六環(huán) Actinomyces CB1190 (Perales, R. E. et al. 1994),污染物 降解菌 參考文獻(xiàn),08:53,34,08:53,35,在含100mL無菌稀釋水和玻璃珠的錐形瓶中加入土樣10g，振蕩10min，制成土壤懸浮液，同時(shí)另稱一份土樣烘干至恒重 (105，8h) 置于干燥器中冷卻后稱重。 將土壤懸浮液作10倍遞減稀釋至適當(dāng)濃度。 取最后3個(gè)稀釋度，通常細(xì)菌取10-410-6，放線菌取10-310-5，霉菌取10-210-4。以平皿傾注法（混菌法）或平

18、板涂布法（刮刀法）接種于合適的培養(yǎng)基，每個(gè)稀釋度做35個(gè)平行。 注：每次吸取懸液時(shí)，應(yīng)在稀釋液中反復(fù)吹吸35次，使懸液中微生物分布均勻，并避免因管壁吸附而造成誤差。,4.土攘中微生物的分離與計(jì)數(shù),08:53,36,傾注法待培養(yǎng)基冷凝后，涂布法待接種懸液被培養(yǎng)基吸收后，倒置于溫箱適溫 (2830) 培養(yǎng)，酵母菌和細(xì)菌2d4d，放線菌7d12d，霉菌4d7d。 培養(yǎng)適當(dāng)時(shí)間后，取出平皿，計(jì)數(shù)平板上出現(xiàn)的菌落。細(xì)菌和放線菌選取菌落數(shù)為30300/平皿，真菌選菌落數(shù)在10100/平皿，片狀菌苔占平板表面15以上的平皿應(yīng)舍去，因?yàn)樗鼈円种屏似渌涞恼０l(fā)育而造成誤差。 計(jì)算每克干土含菌數(shù)，涂布分離長出

19、的單菌落，須經(jīng)劃線純化，再轉(zhuǎn)斜面培養(yǎng)后保藏備用。,08:53,37,涂布法,傾注法,08:53,38,三、空氣微生物生態(tài),空氣的生態(tài)條件 空氣微生物的種類、數(shù)量和分布 空氣微生物檢測及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),08:53,39,1. 空氣的生態(tài)條件,空氣中有較強(qiáng)的紫外輻射，具有較干燥，溫度變化大，缺乏營養(yǎng)等特點(diǎn)，不利于微生物生長繁殖。 微生物在空氣中停留時(shí)間的長短由風(fēng)力、氣流和雨、雪等氣象條件所決定，但它最終要沉降到土壤、水中、建筑物和植物上。,08:53,40,空氣中的微生物是動(dòng)、植物病害的傳播、發(fā)酵工業(yè)中的污染及工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的霉變的重要根源。,空氣中的微生物的數(shù)量是大氣污染程度的標(biāo)志之一。,2. 空氣微生物

20、的種類、數(shù)量和分布,一般室內(nèi)以1m3空氣中細(xì)菌總數(shù)為500-1000個(gè)以上為空氣污染指標(biāo) 室外以1.01035.0103 個(gè)為空氣污染指標(biāo)。,08:53,41,沉降平板法(平皿落菌)-測降落細(xì)菌數(shù) 一般認(rèn)為5min內(nèi)落在100mm2培養(yǎng)基上的細(xì)菌數(shù)相當(dāng)于10L空氣中的細(xì)菌總數(shù) 撞擊平板法 利用吸風(fēng)機(jī)將定量空氣快速地撞擊到一個(gè)或幾個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)或不轉(zhuǎn)動(dòng)的平板培養(yǎng)基表面，然后恒溫培養(yǎng)48h計(jì)算菌落數(shù)。,3. 空氣中細(xì)菌總數(shù)測定,空氣的微生物監(jiān)測通常采用營養(yǎng)瓊脂平板計(jì)數(shù)法。,08:53,42,過濾法 讓定量的水或空氣通過特殊的微生物收集裝置(如微孔濾膜等)，然后將濾膜置于培養(yǎng)基上培養(yǎng)，通過菌落計(jì)算水或空氣中

21、的數(shù)量。,沉降平板法,撞擊平板法,08:53,43,薄膜過濾計(jì)數(shù)法,08:53,44,以細(xì)菌總數(shù)評(píng)價(jià)空氣的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（個(gè)/m3 ）,301,嚴(yán)重污染,300,輕度污染,150,臨界環(huán)境,31125,普通空氣,30,清潔空氣,12,最清潔的空氣（有空調(diào)）,細(xì)菌總數(shù),清潔程度,瓊脂平板暴露空氣 5 min，37 48hr,4. 空氣微生物檢測及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),08:53,45,四、水體微生物生態(tài),水體中的微生物群落 水體自凈和污染水體的微生物生態(tài) 水體富營養(yǎng)化,08:53,46,1. 水體中的微生物群落,貧營養(yǎng)細(xì)菌 (oligotrophic bacteria)：能在115mg C/L低有機(jī)質(zhì)含量的培養(yǎng)基

22、中生長的細(xì)菌 兼性貧營養(yǎng)細(xì)菌：在富營養(yǎng)培養(yǎng)基中經(jīng)反復(fù)培養(yǎng)后也能適應(yīng)并生長的貧營養(yǎng)細(xì)菌 富營養(yǎng)細(xì)菌：能生長在營養(yǎng)物質(zhì)濃度很高 (10gC/L) 的培養(yǎng)基中的細(xì)菌，在貧營養(yǎng)培養(yǎng)基中反復(fù)培養(yǎng)后即行死亡。 典型的清水型微生物以自養(yǎng)微生物為主，如硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等，以及含有光合色素的藍(lán)細(xì)菌、綠硫細(xì)菌和紅螺細(xì)菌等。,08:53,47,藻類 藍(lán)細(xì)菌,嗜纖維菌,假單胞菌 柄桿菌屬 生絲微菌,脫硫弧菌 甲烷菌 梭菌屬,湖沼帶,深水帶,底棲帶,沿岸帶,紅螺菌 綠硫細(xì)菌,淡水中的微生物分布,08:53,48,海水中的微生物,相關(guān)微生物特點(diǎn) 嗜冷：大約90海洋環(huán)境的溫度都在5以下。 耐鹽：海水鹽濃度大約為3.5%。 耐

23、壓：海洋中水深每增加10米，靜水壓力遞增 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。 海洋微生物的重要性 光合作用：海洋浮游生物的光合作用占總光合 作用量的四分之一； 海洋自凈：,08:53,49,近海細(xì)菌密度高于大洋，內(nèi)灣與河口內(nèi)密度最大； 表層水和水底泥界面處細(xì)菌密度高于深層水； 不同類型的底質(zhì)細(xì)菌密度差異懸殊，一般泥質(zhì)高于沙土; 海水中的細(xì)菌以革蘭氏陰性桿菌占優(yōu)勢,假單胞屬較多; 海底沉積土中則以革蘭氏陽性細(xì)菌偏多,芽胞桿菌屬較多。,海水中的微生物分布,08:53,50,廣義：受污染的水體經(jīng)物理、化學(xué)與生物作用，使污染濃度降低，并恢復(fù)到污染前的水平； 狹義：指水體中的微生物分解有機(jī)污染物而使水體得以凈化的過程。,

24、2. 水體自凈與污染水體微生物生態(tài),影響水體自凈過程的因素主要有：受納水體的水文條件、 微生物的種類與數(shù)量、水溫、污染物的組成及濃度等。,08:53,51,當(dāng)有機(jī)物排入河流后，沿著河流方向形成一系列連續(xù)的污化帶： 多污帶，BOD高、微生物少、溶解氧低 -中污帶，BOD下降、厭氧兼性微生物增多 -中污帶， BOD低、溶解氧升高、原后生動(dòng)物多 寡污帶， BOD很低、溶解氧恢復(fù)、水生植物、藻,污染帶的劃分,08:53,52,水體自凈指標(biāo)：P/H指數(shù) P代表光合自養(yǎng)型微生物，H代表異養(yǎng)型微生物，兩者的比即P/H指數(shù)。 氧濃度晝夜變化幅度,水體自凈指標(biāo),08:53,53,BIP指數(shù)：100*B/(A+B

25、)，A為含葉綠素生物，B為無葉綠素生物。 (8/20/60) 細(xì)菌菌落總數(shù)(CFU):1ml水樣在營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，于37培養(yǎng)24h后所生長出來的細(xì)菌菌落總數(shù)。 總大腸菌群:一群好氧和兼性厭氧、革蘭氏陰性、無芽孢的桿狀細(xì)菌，并在乳糖培養(yǎng)基中，經(jīng)37 24-48h培養(yǎng)能產(chǎn)酸產(chǎn)氣的微生物，是指示水體被糞便污染的一個(gè)指標(biāo)。,水體有機(jī)污染指標(biāo),08:53,54,制作伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基； 用滅過菌的錐形瓶盛取河水或溝水，按1:10稀釋； 取0.1mL稀釋液接種于伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基上，用平板劃線分離法進(jìn)行分離； 將劃線后的培養(yǎng)皿倒置37溫箱中培養(yǎng)18h24h，培養(yǎng)基中出現(xiàn)的大腸桿菌菌落中心呈暗藍(lán)黑色，金屬光澤；

26、將菌落接種于斜面培養(yǎng)基上(由營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基制)。,從飲水中分離大腸桿菌,08:53,55,我國不同水體中總大腸菌群及糞大腸菌群的標(biāo)準(zhǔn),三級(jí) 5000個(gè)/L,二級(jí) 1000個(gè)/L,一級(jí) 500個(gè)/L,醫(yī)院 排放污水,0個(gè)/100mL,0個(gè)/100mL,飲用水, 18個(gè)/L,游泳池水, 40 000個(gè)/L,級(jí), 20 000個(gè)/L,級(jí), 10 000個(gè)/L,級(jí), 2 000個(gè)/L,級(jí), 200個(gè)/L,級(jí),地表水,糞大腸菌群,總大腸菌群,樣品,08:53,56,3. 水體富營養(yǎng)化,在人類活動(dòng)的影響下，生物所需要的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其它浮游生物過度增繁，水體

27、溶解氧含量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其它生物產(chǎn)生變異現(xiàn)象，稱為水體富營養(yǎng)化。 水體中的藻類本來以硅藻和綠藻為主，藍(lán)藻的大量出現(xiàn)是富營養(yǎng)化的征兆，隨著富營養(yǎng)化的發(fā)展，最后變?yōu)樗{(lán)藻為主。,08:53,57, 1.5,營養(yǎng)狀態(tài),總磷/mg L-1,無機(jī)氮/ mg L-1,極貧營養(yǎng), 0.005, 0.2,貧-中營養(yǎng),0.0050.01,0.200.40,中營養(yǎng),0.010.03,0.30.65,中-富營養(yǎng),0.030.1,0.51.5,富營養(yǎng), 0.1,水體富營養(yǎng)化指標(biāo),08:53,58,評(píng)價(jià)水體富營養(yǎng)化的方法與AGP,評(píng)價(jià)水體富營養(yǎng)化的方法是： 觀察藍(lán)藻等指示生物； 測定生物的現(xiàn)存量； 測定原初生產(chǎn)力

28、； 測定透明度； 測定氮和磷等導(dǎo)致富營養(yǎng)化的物質(zhì)。 特定藻類接種到天然水體或廢水中，在一定光照和溫度下培養(yǎng)，至其增長到穩(wěn)定期，測干重或細(xì)胞數(shù)即可得其增長量，此即藻類的潛在生產(chǎn)力(AGP)。,08:53,59,藻類迅速繁衍 水質(zhì)污濁發(fā)臭 透明度下降 感觀性狀惡化 水中溶解氧不足 魚類及其他生物大量死亡,富營養(yǎng)化引起的水質(zhì)變化,08:53,60,我國湖泊(水庫)富營養(yǎng)化趨勢,例如：云南滇池在80年代初期還處于三類水體，90年代后期全湖范圍已急劇惡化到劣五類水體，陷入重富營養(yǎng)狀態(tài)。 按照上述急劇惡化趨勢分析：我國本世紀(jì)前十年內(nèi)不僅是湖泊富營養(yǎng)化面積進(jìn)一步增加，可能將出現(xiàn)全國大范圍的富營養(yǎng)化災(zāi)害。,0

29、8:53,61,滇池水華,08:53,62,裸藻生長在有機(jī)物豐富的靜止水體或緩慢的流水中，在25繁殖最快，大量繁殖時(shí)形成綠色、紅色或褐色的水華（水花），是水體富營養(yǎng)化的指示生物。,08:53,63,赤潮發(fā)生頻率,1984年以后赤潮頻率加快、次數(shù)增多 1998年發(fā)生赤潮頻率最高，達(dá)22次 赤潮發(fā)生的范圍擴(kuò)大，持續(xù)的時(shí)間延長 在我國腹瀉性、神經(jīng)性、麻痹性藻類均存在 陸源排放氮、磷、有機(jī)物引起近岸水域富營養(yǎng)污染，是赤潮發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。,赤潮發(fā)生統(tǒng)計(jì),74,173,47,18,4,0,50,100,150,200,94-98年,89-93年,84-88年,79-83年,74-78年,次,08:53,6

30、4,2002年，浙江省近岸海域海水富營養(yǎng)化程度位于全國沿 海?。ㄊ?、自治區(qū)）的第二位，基本無一類海水。 清潔和較清潔海域面積為 1610平方公里； 輕度富營養(yǎng)化海域面積為 4246平方公里； 中度富營養(yǎng)化海域面積為 7781平方公里； 嚴(yán)重富營養(yǎng)化海域面積為17263平方公里。 中度富營養(yǎng)化和嚴(yán)重富營養(yǎng)化海域面積占81%，且嚴(yán)重 富營養(yǎng)化海域面積已超過全省近岸海域面積的一半。,08:53,65,赤潮破壞了海洋的正常生態(tài)結(jié)構(gòu)，也破壞了海洋中的正常生產(chǎn)過程，從而威脅海洋生物的生存； 一些赤潮生物會(huì)分泌出粘液，粘在魚、蝦、貝等生物的鰓上，妨礙呼吸，導(dǎo)致窒息死亡； 大量赤潮生物死亡后，在尸骸的分解過程

31、中要大量消耗海水中的溶解氧，造成缺氧環(huán)境，引起蝦、貝類的大量死亡； 有些赤潮生物分泌赤潮毒素，當(dāng)魚、貝類處于有毒赤潮區(qū)域內(nèi)，攝食這些有毒生物，并在體內(nèi)積累，其含量大大超過食用時(shí)人體可接受的水平。如果不慎食用，就引起人體中毒，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致死亡。,赤潮的危害,08:53,66,產(chǎn)毒藻種,Microcystis aeruginosa,Microcystis viridis,Microcystis wesenbergii,銅綠微囊藻,綠色微囊藻,惠氏微囊藻,08:53,67,Anabaena,Oscillatoria,Nostoc,魚腥藻,顫藻,念珠藻,產(chǎn)毒藻種,08:53,68,飲用水中的微囊藻毒素

32、,淡水中常見的藍(lán)藻能產(chǎn)生肝毒素和神經(jīng)毒素，直接關(guān)系到供水安全。 大部分肝毒素是微囊藻毒素 (microcystins)，已知70多種亞型的微囊藻毒素，微囊藻毒素LR是最早被鑒定出來也是最常見的亞型。 神經(jīng)毒素在供水系統(tǒng)中不 像肝毒素那樣分布廣泛，造 成的危害程度也較微囊藻毒 素低。,Microcystins, MC,微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性是微生物生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)內(nèi)容 群落結(jié)構(gòu)決定了生態(tài)功能的特性和強(qiáng)弱； 群落結(jié)構(gòu)的高穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)生態(tài)功能的重要因素； 群落結(jié)構(gòu)變化是標(biāo)記環(huán)境變化的重要方面。,08:53,69,五、微生物多樣性,通過對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性進(jìn)行解析并研究其動(dòng)態(tài)變化，可以為調(diào)節(jié)群落功

33、能和發(fā)現(xiàn)新的重要微生物功能類群提供可靠的依據(jù)。,傳統(tǒng)培養(yǎng)分離方法：依靠形態(tài)學(xué)、培養(yǎng)特征、生理生化特性的比較進(jìn)行分類鑒定 微生物化學(xué)成分分析：脂肪酸、呼吸醌。 以DNA為代表的現(xiàn)代分子生物學(xué)方法,08:53,70,微生物群落研究方法,通過rRNA基因測序技術(shù)和基因指紋圖譜等方法，比較精確地揭示了微生物種類和遺傳的多樣性，并給出了關(guān)于群落結(jié)構(gòu)的直觀信息。,有利于整理相關(guān)的生物知識(shí)，分類越細(xì)，系統(tǒng)信息越豐富，參考意義越大； 可以對(duì)相似微生物的知識(shí)作進(jìn)一步的推測和假設(shè)； 是進(jìn)行微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性分析的前提。,08:53,71,1. 微生物分類,08:53,72,分類原則,對(duì)生物進(jìn)行分類存在兩種基本

34、的、截然不同的分類原則： 一是根據(jù)表型(phenetic)特征的相似程度分群歸類，這種表型分類重在應(yīng)用，不涉及生物進(jìn)化或不以反映生物親緣關(guān)系為目標(biāo)； 第二種分類原則是要按照生物系統(tǒng)發(fā)育相關(guān)性水平來分群歸類，其目標(biāo)是探尋各種生物之間的進(jìn)化關(guān)系，建立反映生物系統(tǒng)發(fā)育的分類系統(tǒng)。,根據(jù)形態(tài)學(xué)特征推斷生物之間的親緣關(guān)系存在兩個(gè)突出問題： 一是由于微生物可利用的形態(tài)特征少，很難把所有生物放在同一水平上進(jìn)行比較； 二是形態(tài)特征在不同類群中進(jìn)化速度差異很大，僅根據(jù)形態(tài)推斷進(jìn)化關(guān)系往往不準(zhǔn)確。,08:53,73,表型分類存在的問題,以進(jìn)化論為指導(dǎo)思想的分類學(xué)(taxonomy)，其目的已經(jīng)不僅僅是物種的識(shí)別和

35、歸類，其主要目標(biāo)是通過研究和比較微生物乃至整個(gè)生物界的基因型特征來追溯系統(tǒng)發(fā)育、探討生物的進(jìn)化譜系并進(jìn)行分類鑒定。這樣的分類學(xué)即稱之為生物系統(tǒng)學(xué)(syatematics)。 必需從蛋白質(zhì)、RNA、DNA這類能反映微生物遺傳特性的基因組特征生物大分子結(jié)構(gòu)入手，建立判斷微生物進(jìn)化譜系的指征。,08:53,74,系統(tǒng)分類的提出,必須普遍存在于所研究的各個(gè)生物類群中； 必須為功能同源的生物大分子； 該生物大分子序列必須嚴(yán)格線性排列，以便于鑒定其同源位置或同源區(qū)； 根據(jù)所比較的各類生物之間的進(jìn)化距離來選擇適當(dāng)?shù)姆肿有蛄小?08:53,75,最終確定最適合揭示生物親緣關(guān)系的是rRNA,分類指征的要求,rR

36、NA參與生物蛋白質(zhì)的合成過程，其功能是任何生物都必不可少的，而且在生物進(jìn)化的漫長歷程中，其功能保持不變； 在16S rRNA分子中，即含有高度保守的序列區(qū)域，又有中度保守和高度變化的序列區(qū)域，因而它適用于進(jìn)化距離不同的各類生物親緣關(guān)系的研究； 16S rRNA相對(duì)分子質(zhì)量約為1540bp，大小適中，量大便于提取并進(jìn)行序列分析； 16S rRNA普遍存在于真核生物和原核生物中（真核生物中其同源分子是18S rRNA）。,08:53,76,rRNA作為進(jìn)化指征的優(yōu)點(diǎn),16SrRNA和16SrDNA的區(qū)別：16S中的“S”是一個(gè)沉降系數(shù)，亦即反映生物大分子在離心場中向下沉降速度的一個(gè)指標(biāo)，值越高，說

37、明分子越大。 rDNA 和rRNA中的小寫字母“r”是ribosome(核糖體)的縮寫。 rDNA指的是基因組中編碼核糖體RNA（rRNA）分子的對(duì)應(yīng)的DNA序列，也就是編碼16S rRNA的基因。 rRNA指的是rDNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，它是構(gòu)成核糖體的重要成分，核糖體由許多小的rRNA分子組裝而成。,08:53,77,2. 微生物16SrRNA結(jié)構(gòu),細(xì)菌核糖體的RNA含有3種類型，即23S rRNA、16 S rRNA和5S rRNA，它們含有的核苷酸分別約為2900個(gè)，1 540個(gè)和120個(gè)。20世紀(jì)60年代末，Woese等學(xué)者開始采用寡核苷酸編目法對(duì)生物進(jìn)行分類，他通過比較各類生物細(xì)胞的rR

38、NA特征序列，認(rèn)為16 s rRNA及其類似的rRNA基因序列作為生物系統(tǒng)發(fā)育指標(biāo)最為合適。 其主要依據(jù)為，它們?yōu)榧?xì)胞所共有，其功能同源且最為古老，既含有保守序列又含可變序列，分子大小適合操作，它的序列變化與進(jìn)化距離相適應(yīng)。,08:53,78,08:53,79,其序列包含10 個(gè)可變區(qū)（variable region）和11 個(gè)保守區(qū)（constant region），其中V1、V2、V3和V4共4個(gè)高變區(qū)，尤其是V2這一高變區(qū)，由于其進(jìn)化速度相對(duì)較快，其中所包含的信息，足夠用于物種屬及屬以上分類單位的比較分析。因此，Johes S W和Neller H F等報(bào)道測定16 S rRNA基因的部

39、分序列即可達(dá)到鑒定的目的。,08:53,80,08:53,81,16S rRNA PCR 引物及位置,16S rRNA 的同源性分析最適用于屬及屬以上的遠(yuǎn)緣關(guān)系。目前, 已對(duì)10000 種( 約相當(dāng)于50%) 以上的真細(xì)菌的16s rRNA 進(jìn)行了測序, 不同菌屬的16s rRNA 序列同源性為70% 95%。 16S rRNA 序列和DNA-DNA 同源性相關(guān)關(guān)系的研究表明: 序列的相性不在99. 8%以上就不能達(dá)到70%以上DNA-DNA 的同源性。 16S rRNA 總共約有1500bp, 0. 2%的不同相當(dāng)于3 個(gè)堿基。 由于數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不一定完全而且個(gè)人讀取數(shù)據(jù)也可能出現(xiàn)錯(cuò)讀,

40、因此由16s rRNA 序列鑒定種是很難的。,08:53,82,第一，由于16S rDNA具有高度保守性，且分子小、包含的信息量較少，對(duì)于親緣關(guān)系較近的細(xì)菌，其分辨率不高。 第二，16 S rDNA序列分析只能在屬的水平上區(qū)分細(xì)菌，而在水平分類這個(gè)環(huán)節(jié)上仍然需要借助其他手段加以輔助分析。,08:53,83,基于16S rRNA分類的局限,雖然說細(xì)菌的基因組的大小和基因段是千差萬別，但是無論多么小，它們必須包含有所有的信息去允許細(xì)菌去執(zhí)行多種必要的功能，給予細(xì)胞維持內(nèi)部的代謝平衡的能力，復(fù)制和進(jìn)化，這三種主要的活細(xì)胞的功能。 細(xì)胞經(jīng)常能夠吸收代謝物但其不是功能蛋白，因此，它們必須去依賴它們自有的

41、基因產(chǎn)物去執(zhí)行必要的功能。,08:53,84,核心基因,信息的存儲(chǔ)和加工 DNA的代謝：基本的復(fù)制功能，DNA的修復(fù)、限制和修飾 RNA的代謝：基本的轉(zhuǎn)運(yùn)功能，翻譯，RNA的降解 蛋白質(zhì)的加工、折疊、分泌 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞壁的加工 活躍且處于中間的代謝,08:53,85,常規(guī)核心基因,rpoB(核糖核酸聚合酶):是在所有的生物體內(nèi)在轉(zhuǎn)錄以及最終的目標(biāo)是控制基因表達(dá)的調(diào)控路徑;其可變區(qū)域位于2300bp到3300bp之間，大小約為680bp。 gyrB(DNA促旋酶),是普遍存在于細(xì)菌內(nèi)編碼DNA促旋酶中B亞單位蛋白的基因，在DNA復(fù)制及DNA超螺旋結(jié)構(gòu)的維持過程中起著重要的作用;基因序列全長約

42、為1.2-1.4 kb，平均堿基替換率為每100萬年變化0.70.8 ，比16SrDNA的每5000萬年變化1的速度快。由于其作為蛋白編碼基因，其所固有的遺傳密碼子的兼并性使得DNA序列可以發(fā)生較多的變異而不改變氨基酸序列，尤其是密碼子的第3位堿基 ，這就使得gyrB基因序列在區(qū)分和鑒定細(xì)菌近緣種方面，比非蛋白編碼基因16 S rDNA具有更高的分辨率。,08:53,86,sodA基因, 其具有錳的金屬依賴性依賴。超氧化物歧化酶歧化酶（編碼超氧化物歧化酶, 超氧化物歧化酶可以催化超氧陰離子的歧化反應(yīng)產(chǎn)生氧分子和過氧化氫，大小約為435bp。 groEL:編碼一種熱休克蛋白60Kda，757bp

43、。 recN:編碼一個(gè)重組修復(fù)蛋白.,08:53,87,在不同種的細(xì)菌類型中，16S rRNA的基因序列的相似性是88.8%到99.7%之間，sodA基因的序列相似性是63.6%到100%，ropB序列的相似性是在76.1%到97.6%之間。gyrB基因序列的相似性是在64.6%到97.5 %之間，groEL的序列相似性是在72.6%到96.6%，recN基因序列的相似性是從56.4%到98.2%之間 16S rRNA序列相似性在兩種亞種之間是從97.6%到99.9%。sodA基因的序列相似性是88%到98.9%，ropB序列的相似性是在97.95到99.6%之間。gyrB基因序列的相似性是在

44、93.7%到98.5%之間，groEL的序列相似性是在93.9 %到98.8%。recN基因序列的相似性是從98%到89.8%之間.,08:53,88,通過采用反轉(zhuǎn)錄酶和雙脫氧序列分析，可以對(duì)未經(jīng)純化的rRNA抽提物進(jìn)行直接的rRNA全序列測定。 據(jù)此，目前已知的微生物種大約有15萬種。,08:53,89,在雙鏈DNA中A與T配對(duì)，而G與C配對(duì)，因此DNA中的(G + C)/(A + T)比值或G+C含量(G+C content) ， G + C百分比較好地反映了堿基序列 雙鏈DNA中GC有3個(gè)氫鍵、AT有2個(gè)氫鍵連接，故當(dāng)DNA含高G+C含量時(shí)，其含有較多氫鍵，需要在更高的溫度下才能解鏈，因

45、而其熔點(diǎn)較高.,08:53,90,核酸堿基組成,Tm的測定，當(dāng)有50%雙鏈DNA分解成單鏈時(shí)的溫度,在260 nm紫外光吸光度隨著DNA 雙鏈解開而升高 當(dāng)緩慢加熱DNA樣品時(shí)，吸光度隨氫鍵分解而增加，該上升曲線的中間點(diǎn)即為解鏈溫度 直接測定G+C含量 DNA的密度隨G+C含量直線增加，以CsCl2密度梯度離心即可得知 動(dòng)物和高等植物DNA之G+C含量平均約為40%，介於30%至50%之間； 真核和原核微生物DNA之G+C含量變異很大； 原核生物G+C含量約25%至80%之間。,兩種微生物G+C含量差異大于10%，代表它們的基因組有較大的堿基序列差異； G+C含量非常相似的生物，其DNA堿基序

46、列也可能差異很大 只有在兩種微生物表型也相似，才能認(rèn)為它們相似，顯示它們親緣關(guān)系密切 微生物的分類上，同屬若G+C含量差異太遠(yuǎn)，則該分類單元可能需要再劃分 不同屬間G+C含量差異可能會(huì)非常大，但同屬內(nèi)的變化量常小于 10%，而同種內(nèi)應(yīng)小于5%,現(xiàn)代細(xì)菌分類學(xué)中，DNA-DNA分子雜交一直認(rèn)為是作為細(xì)菌種水平上分類和鑒定的“黃金法則”。,基本原理：使用DNA解鏈的可逆性和堿基配對(duì)的專一性，將不同來源的DNA在體外變性（高溫或pH)，并在合適的條件下(鹽類濃度和溫度），使互補(bǔ)的堿基重新配對(duì)，測量雜交百分?jǐn)?shù)(常以同源%表示；也有稱堿基相似性%）百分?jǐn)?shù)越高，雜交的兩種DNA之間堿基線性序列的相似性就越

47、高，說明它們之間的親緣關(guān)系也就越近。,常見的幾種方法：（1）標(biāo)記法 （2）吸光度法 （3）熒光強(qiáng)度法等,DNA-DNA雜交,核酸雜交目前常采用固相雜交法，將待測菌株雙鏈核酸解成單鏈固定在硝酸纖維素濾膜等固相支持物上，置入含有經(jīng)標(biāo)記的并解鏈的參照菌株的單鏈核酸(探針)液中復(fù)性，形成新的雙鏈核酸，測定雜合雙鏈的相對(duì)放射性強(qiáng)度來確定菌株問的同源性程度。,計(jì)算公式：,一般認(rèn)為核酸雜交同源性70為同一亞種。,08:53,98,分類是認(rèn)識(shí)客觀事物的一種基本方法。我們要認(rèn)識(shí)、研究和利用各種微生物資源也必須對(duì)他們進(jìn)行分類。 分類學(xué)內(nèi)容涉及三個(gè)相互依存又有區(qū)別的組成部分：分類、命名和鑒定。,3.基于16SrRN

48、A的微生物分類,分類（classification）是根據(jù)一定的原則（表型特征相似性或系統(tǒng)發(fā)育相關(guān)性）對(duì)微生物進(jìn)行分群歸類，根據(jù)相似性或相關(guān)性水平排列成系統(tǒng)，并對(duì)各個(gè)分類群的特征進(jìn)行描述，以便考察和對(duì)未被分類的微生物進(jìn)行鑒定； 命名（nomenclature）是根據(jù)命名法規(guī)，給每一個(gè)分類群一個(gè)專有的名稱； 鑒定（identification或determination）則是指借助于現(xiàn)有的微生物分類系統(tǒng)，通過特征測定，確定未知的、新發(fā)現(xiàn)的或未明確分類地位的微生物所應(yīng)歸屬分類群的過程。,08:53,99,08:53,100,界Kingdom 門Phylum亞門 綱Class亞綱 目Order亞目

49、科Family亞科 屬Genus 種Species,分類單元及其等級(jí),08:53,101,菌株（strain),從自然界分離得到的任何一種微生物的純培養(yǎng)物都可以稱為微生物的一個(gè)菌株；用實(shí)驗(yàn)方法（如通過誘變）所獲得的某一菌株的變異型，也可以稱為一個(gè)新的菌株，以便與原來的菌株相區(qū)別。 型（form或type),常指亞種以下的細(xì)分，當(dāng)同種或同亞種不同菌株之間的性狀差異，不足以分為新的亞種時(shí)，可以細(xì)分為不同的型。 種（species),是生物分類中最基本的分類單元和分類等級(jí)，原核生物的種是有許多共同穩(wěn)定特徵而與他類菌株有顯著區(qū)別的菌株集合。,這個(gè)“種”的定義非常主觀 更精確的定義應(yīng)該是：一個(gè)種(基因型

50、種)是有相似G +C組成和有70%或以上之DNA雜交實(shí)驗(yàn)判定之集合 由於基因體序列之?dāng)?shù)據(jù)增加，種或許可以定義為具有相同序列 種可能是生物其主要保守基因housekeeping gene(所有細(xì)胞皆需之基因，其通常持續(xù)表達(dá))具有相同序列之集合 菌株(strain)，在一個(gè)特定分類學(xué)中至少與其他一些群體可以區(qū)別之生物群體，為單一生物.,08:53,102,一個(gè)種內(nèi)其菌株間在許多方面上可能有小差異 變種(biovars) 是生化或生理上有差異之各色各樣的原核菌株 形態(tài)變種(morphovars)是指形態(tài)上不同 血清變種 (serovars)則指具有獨(dú)特抗原特性 模式菌株(type strain) 通

51、常是首先被研究的菌株，其特徵比其他菌株瞭解得多，它不 一定是最具代表性的菌株 模式種 (type species) 種的模式菌株：是命名的模版或擁有種名的菌株 每一個(gè)種都屬於一個(gè)屬(genus) ，將種置於一個(gè)屬有相當(dāng)主觀，有些分類學(xué)家也許不同意屬的組成,08:53,104,分級(jí)樹舉例,由于細(xì)菌分類單元的劃分缺乏一個(gè)易于操作的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，為了減少因采用不同標(biāo)準(zhǔn)界定分類單元所造成的混亂， 細(xì)菌系統(tǒng)分類也像其他生物分類一樣采用“模式概念”。即根據(jù)命名法規(guī)要求，正式命名的分類單元應(yīng)指定一個(gè)命名模式（簡稱模式）作為該分類單元命名的依據(jù)。,08:53,105,微生物的命名,08:53,106,屬名 屬名用

52、一個(gè)單數(shù)主格名詞或當(dāng)作名詞用的形容詞來表示，可以是陽性、陰性或中性，首字母要大寫。 種名 和其他生物一樣，細(xì)菌的種名也用雙名法（binomial nomenclature）命名，即種的學(xué)名由屬名和種名加詞兩部分組合而成。 亞種名 亞種名為三元式組合，即由屬名、種名加詞和亞種名加詞構(gòu)成。,微生物學(xué)家採用雙名系統(tǒng)(binomial system)命名微生物 由瑞典植物學(xué)家Carl von Linne所提 系統(tǒng)為拉丁 化，斜體名稱分為兩部分 第一個(gè)單詞首字母大寫是屬名，第二個(gè)首字母小寫是種名，如Escherichia coli； 種名常代表特定性質(zhì)，是穩(wěn)定的，某一特定生物最早的特定性質(zhì)有優(yōu)先權(quán)； 若

53、由于新的信息把某一生物分到另一屬中，而需要改變屬名，如根據(jù) rRNA分析和其他特征，鏈球菌屬(Streptococcus)分為 2個(gè)新屬，腸道球菌屬(Enterococcus)和乳酸球菌屬 (Lactococcus)，糞鏈球菌(Streptococcus faecalis)現(xiàn)更名為糞腸球菌(Enterococcus faecalis) 屬名常被縮寫為首字母大寫表示，例如E. coli，文章中第二次出現(xiàn)菌名才可縮寫，第一次出現(xiàn)時(shí)要全名。,傳統(tǒng)的微生物培養(yǎng)法 群落水平生理學(xué)指紋方法(CLPP) 生物標(biāo)記物法（Biomakers ） ERIC-PCR指紋圖譜技術(shù) 基于rRNA及rDNA的分析方法,0

54、8:53,108,4. 基于16SrRNA的群落結(jié)構(gòu)和多樣性分析方法,08:53,109,基于rRNA及rDNA的分析方法,08:53,110,08:53,111,08:53,112,08:53,113,在研究生物進(jìn)化和系統(tǒng)分類中，常用一種樹狀分枝的圖型來概括各種（類）生物之間的親緣關(guān)系，這種樹狀分枝的圖型被稱為系統(tǒng)發(fā)育樹(phylogenetic tree)，簡稱系統(tǒng)樹。 圖型中分枝末端和分枝的連接點(diǎn)稱為結(jié)(node)，代表生物類群，分枝末端的結(jié)代表仍生存的種類。 系統(tǒng)樹可能有時(shí)間比例，或者用兩個(gè)結(jié)之間的分枝長度變化來表示分子序列的差異數(shù)值。 樹可以是無根或有根,有根的提供一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表共同祖

55、先，無根的僅表示系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。,08:53,114,5. 系統(tǒng)發(fā)育樹,構(gòu)建滿意的演化樹的最大困難之一為基因廣泛而頻繁發(fā)生水平或橫向轉(zhuǎn)移 真核生物擁有來自細(xì)菌和古生菌的基因 兩個(gè)原核生物域之間有著頻繁的基因交換 此種基因移動(dòng)係來自病毒媒介的轉(zhuǎn)移 因此微生物進(jìn)化的模型並不像先前認(rèn)為是線性或樹狀 更實(shí)際的網(wǎng)狀樹 域內(nèi)基因轉(zhuǎn)移比域間多，這3個(gè)域保持獨(dú)立分開 常從16S rRNA序列所得的樹，因這些數(shù)據(jù)極其廣泛，大多數(shù)微生物學(xué)家採用,蛋白質(zhì)序列製作系統(tǒng)發(fā)育樹優(yōu)點(diǎn) 20種胺基酸 構(gòu)成之系列比由4種核苷酸構(gòu)成的序列在每個(gè)點(diǎn)上有更多信息 蛋白質(zhì)序列比DNA和RNA序列較少受物 種特異之G+C含量差異的影響 蛋白質(zhì)序列排列較容易，因它不像rRNA序列那樣視二級(jí)結(jié)構(gòu)而定 不是所有蛋白質(zhì)都適合於研究發(fā)生在長時(shí)期 大尺度的改變 組蛋白和熱激蛋