1、資源微生物學(xué),第一章 緒論,第一節(jié) 微生物資源的特點(diǎn),微生物資源是指那些對(duì)人類(lèi)有實(shí)際或潛在用途或價(jià)值的微生物。微生物資源具有下面的特點(diǎn)： 1 代謝類(lèi)型極其多樣化 2 種類(lèi)豐富 細(xì)菌5000/40000，真菌70000/150萬(wàn) 3 變異性大 4 潛力大、開(kāi)發(fā)前景廣闊,第二節(jié) 微生物資源開(kāi)發(fā)利用的歷史,一般我們把人類(lèi)自覺(jué)利用微生物資源的歷史作為開(kāi)始，不包括無(wú)意識(shí)的或經(jīng)驗(yàn)的歷史。 Louris Pasteur, 1856; Alexander Fleming, 1929; Albert Schatz and Selman A. Waksman, 1943,主要圍繞以下幾方面進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用： 1 直接

2、利用微生物菌體 2 利用代謝產(chǎn)物 3 利用其特殊的代謝作用,第二章 微生物資源的分類(lèi)劃分,第一節(jié) 細(xì)菌分類(lèi),Bergeys Manual of Systematic Bacteriology, Bergeys Manual of Determinative Bacteriology,1 Gram-Positive Bacteria革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌,一、Gram-Positive Cocci革蘭氏陽(yáng)性球菌,1 Micrococcus,成對(duì)或四聯(lián)，不運(yùn)動(dòng)，嚴(yán)格好氧，大多數(shù)能產(chǎn)生類(lèi)胡蘿卜素因而使菌落呈黃、橙、紅色，在含有5%NaCl中能生長(zhǎng)，細(xì)胞不被溶葡萄球菌素（Lysotaphin）肽鏈內(nèi)切酶溶解(

3、1U/ml).,2 Staphylococcus,直徑0.51.5m，葡萄串狀，不運(yùn)動(dòng)。觸酶陽(yáng)性，兼性厭氧，具有呼吸和發(fā)酵兩種代謝類(lèi)型，有氧情況下生長(zhǎng)得更好。發(fā)酵葡、麥、蔗等產(chǎn)酸不產(chǎn)氣。致病株能分解甘露醇，大多數(shù)菌株能在15%NaCl或40%膽汁中生長(zhǎng)，對(duì)溶葡萄球菌素肽鏈內(nèi)切酶(1U/ml)的溶菌作用敏感，抗溶菌酶(100g/ml)的溶菌作用。 Staphylococcus aureus,是條件致病菌，產(chǎn)生腸毒素，引起食物中毒，引起化膿性炎癥如毛囊炎、麥粒腫、中耳炎等,3 Streptococcus,細(xì)胞在液體培養(yǎng)基中成鏈狀排列，不運(yùn)動(dòng)。兼性厭氧，發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生右旋乳酸（同型發(fā)酵），不產(chǎn)氣，觸

4、酶陰性。 在血平板上產(chǎn)生溶血現(xiàn)象，根據(jù)溶血現(xiàn)象分為： 甲型溶血性鏈球菌（溶血，草綠色，條件致病菌）； 乙型溶血性鏈球菌（溶血，完全溶血，強(qiáng)致病菌）； 丙型溶血性鏈球菌（不溶血，無(wú)致病性）。,S. lactis, S. faecalis, S. thermophillus 由于鏈球菌不受疊氮化鈉抑制，可以利用0.05%NaN3的葡萄糖肉湯培養(yǎng)基（pH7.5）從自然材料中擴(kuò)增鏈球菌。,4 Leuconostoc,鏈狀排列，不運(yùn)動(dòng)，在蔗糖培養(yǎng)基中產(chǎn)生由葡聚糖構(gòu)成的粘質(zhì)莢膜。發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生L-乳酸、乙醇或醋酸和CO2（異型發(fā)酵），觸酶陰性。 L. mesenteroides 腸膜明串株菌利用蔗糖合成葡

5、聚糖，葡聚糖是生產(chǎn)右旋糖苷的原料。,二、Endospore-Forming Gram-Positive Rods產(chǎn)芽孢的革蘭氏陽(yáng)性桿菌,1 Bacillus,具周生或側(cè)生鞭毛，嚴(yán)格好氧或兼性厭氧，大多數(shù)產(chǎn)生觸酶。 B. thuringiensis forms parasporal bodies. B. anthracis causes anthrax. B. cereus B. amyloliquefaciens解淀粉芽孢桿菌. By cloning an amylase-encoding gene from this bacteria into Lactobacillus plantarum

6、, latter can convert the abundant starch in cereal crops into lactic acid. B. subtilis,2 Clostridium,周生鞭毛或無(wú)，芽孢囊膨大成梭狀、鼓槌狀、球拍狀等,專(zhuān)性厭氧，觸酶陰性，不還原硫酸鹽。 C. tetani causes tetanus. 存在于人和動(dòng)物腸道中，由糞便污染土壤。在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后產(chǎn)生外毒素（神經(jīng)毒，導(dǎo)致肌肉痙攣，運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)，最后因痙攣窒息而死）。 C. botulinum causes botulism.外毒素毒性比氰化鉀強(qiáng)10000倍，對(duì)人的致死劑量為0.1g。阻礙乙酰膽堿的釋放，

7、影響神經(jīng)沖動(dòng)的傳遞，導(dǎo)致肌肉弛緩型麻痹。成人及兒童食入菌體不會(huì)有事。1歲以下嬰兒一旦食入容易引起中毒。,C. acetobutylicum is used to make a mixture of acetone and butanol. C. butylicum C. pasteurianum,三、Regular Nonsporing, Gram-Positive Rods不產(chǎn)生芽孢的、形狀規(guī)則的革蘭氏陽(yáng)性桿菌,Lactobacillus,短桿菌或細(xì)長(zhǎng)菌，一般形成鏈。通常不運(yùn)動(dòng)，如運(yùn)動(dòng)則具周生鞭毛，染色時(shí)著色不均。微好氧，發(fā)酵代謝。耐酸，最適pH是5.56.2 分離乳酸桿菌的培養(yǎng)基需要以酵母

8、提取物作為維生素來(lái)源，還需有蛋白胨、乙酸鹽和刺激因子（如吐溫80）等，常用的配方有MRS培養(yǎng)基和 SL培養(yǎng)基。,L. acidophilus 能發(fā)酵產(chǎn)生乳酸、雙乙酰、乙醛等，用來(lái)生產(chǎn)生物活性乳制品。 L. bulgaricus用于酸奶生產(chǎn) L. plantarum用于酸菜、泡菜生產(chǎn) L. delbrueckii是工業(yè)生產(chǎn)乳酸的菌種,四、 Irregular nonsporing, Gram-Positive rods不產(chǎn)生芽孢的、形狀不規(guī)則的革蘭氏陽(yáng)性桿菌,1 Corynebacterium,菌體一端或兩端膨大呈棒狀，排列不規(guī)則，呈柵欄狀、八字型；菌體染色不均勻，出現(xiàn)節(jié)段染色或異染顆粒。好氧和

9、兼性厭氧，觸酶陽(yáng)性。 Cpekinense 是生產(chǎn)Glu的高產(chǎn)菌株。 Recently, a gene in the Corynebacterium species was cloned into Erwinia herbicola, enabling it to make 2-KLG (2-keto-L-gulonic acid) in a single fermentation C. diptheriae causes diptheria,2 Arthrobacter,形態(tài)上的特點(diǎn)是：在培養(yǎng)基上的幼齡細(xì)胞為不規(guī)則桿狀，G，隨著菌齡的增加轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙睿珿變?yōu)镚+。 不運(yùn)動(dòng)，好氧，呼吸型代謝。

10、是土中的優(yōu)勢(shì)種類(lèi)（抗旱，耐餓，廣食），有些種能降解除草劑、二嗪農(nóng)、苯酚、咖啡因、尼古丁等。,3 Bifidobacterium,菌體多形，因菌體尖端成分枝狀，如Y、V字形，故名。厭氧，發(fā)酵代謝。最適生長(zhǎng)溫度37-41，最適pH是6.57.0 生理作用：能在腸道內(nèi)合成多種維生素，分泌磷蛋白磷酸酶促進(jìn)人乳中酪朊的消化，產(chǎn)生乙酸和乳酸抑制病原菌。 母乳喂養(yǎng)的嬰兒腸道中含大量這種菌，因?yàn)槟溉橹泻须p歧桿菌生長(zhǎng)所需要的N-acetylglucosamine（乙酰葡聚糖）。,2 Gram-Negative Bacteria革蘭氏陰性細(xì)菌,一、Aerobic/Microaerophilic, Motile,

11、 Helical/Vibrioid Gram-Negative Bcteria需氧的（或微需氧的）、運(yùn)動(dòng)的、螺旋狀或弧狀的G細(xì)菌,1 螺菌屬Spirillum,只有一個(gè)種（即迂回螺菌），1.41.71460，螺旋狀，大部分菌株體內(nèi)含有PHB顆粒，具兩極叢生鞭毛。 不易在固態(tài)培養(yǎng)基中形成菌落，在蛋白胨-琥珀酸鹽-無(wú)機(jī)鹽（PSS）的0.7%Agar培養(yǎng)基中的菌落為具有絲狀邊緣的針尖狀物。可以從不流動(dòng)的池水中分離到。,2 固氮螺菌屬Azospirillum,細(xì)胞呈弧狀或直桿狀，通常兩端尖，具單極生鞭毛，在微好氧條件下能固氮，菌體內(nèi)含PHB顆粒。 是70年代以來(lái)引起廣泛興趣的一個(gè)固氮菌，主要在玉米、小

12、麥、水稻等根際發(fā)現(xiàn)。可以保持熱帶土壤的肥力。 A. brasilense,二、 Gram-Negative Aerobic rods需氧的G桿菌,1 Pseudomonas,直或彎曲的桿菌，0.511.54，具極生鞭毛（單毛或叢毛），菌苔紅色。 呼吸代謝，有些是兼性化能自養(yǎng)菌，能以H2或CO為能源。 可用于制造多種產(chǎn)品，如水楊酸、苯甲酸 、生物素、酮戊二酸、味精等，在治理污染方面也有重要用途。,P. fluorescens . The capacity to produce the insect-killing Bt toxin has been transferred from bacill

13、i into this bacterium, a species of soil bacteria that inhabits the rhizosphere. Producing Bt toxin right at the root surface protects plant roots from destructive soil insects. P. aeruginosa氧化萘生成水楊酸，清除有機(jī)磷,P. syringae, 是一種常見(jiàn)的冰核細(xì)菌，易造成某些植物的霜凍。國(guó)外有人用遺傳工程的方法去掉編碼冰核蛋白的基因得到所謂的ice-minus bacteria。將這種細(xì)菌噴到霜敏感植物

14、（例如草莓）的葉片上面，能有效地防止霜凍的發(fā)生。,2 Azotobacter,卵圓形或短桿狀，形成厚壁孢囊。對(duì)酸敏感，能利用糖、醇、有機(jī)酸為C源，利用N2、NH4鹽、NO3、尿素為N源。 比較Cyst和Endospore的區(qū)別。 Ashby Medium,3 Rhizobium,細(xì)胞桿狀，以26根周毛或單根鞭毛運(yùn)動(dòng)。能利用多種碳水化合物，但不能利用纖維素或淀粉。在根瘤中為類(lèi)菌體（變成類(lèi)菌體時(shí)才產(chǎn)生豆血紅蛋白和固氮酶，因而才能固氮）。,4 Acetobacter,細(xì)胞橢圓形至桿狀，單個(gè)、成對(duì)或成鏈，周毛或無(wú)。在中性和酸性條件下可氧化乙醇成乙酸，氧化乙酸鹽和乳酸鹽成CO2和H2O。 用含2%CaC

15、O3的麥芽汁瓊脂（也可加入3%乙醇）分離醋酸菌。,三、 Facultatively Anaerobic Gram-Negative Rods兼性厭氧的G桿菌,1 Escherichia,0.50.81.03.0，周生鞭毛或無(wú)，菌落白、灰白，發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣，大多數(shù)能發(fā)酵乳酸產(chǎn)酸產(chǎn)氣，IMViC+ +。產(chǎn)生Colicin。 可以作為飲用水的衛(wèi)生指標(biāo)之一。,2 Shigella,Dysentery bacteria，無(wú)鞭毛，無(wú)莢膜，有菌毛，大多數(shù)不發(fā)酵乳糖，發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸不產(chǎn)氣，不產(chǎn)生H2S，不能利用檸檬酸鹽或丙酸鹽作為唯一碳源。因?yàn)榫哂芯蛢?nèi)毒素，所以導(dǎo)致痢疾。,3 Salmonella,周

16、生鞭毛，無(wú)莢膜，不發(fā)酵乳糖，發(fā)酵葡萄糖、麥芽糖、甘露醇產(chǎn)酸產(chǎn)氣，能利用檸檬酸鹽為唯一C源，產(chǎn)生H2S。引起Typhoid fever。 用Widals Test來(lái)檢驗(yàn)。用SS瓊脂來(lái)分離志賀氏菌屬和沙門(mén)氏菌屬的致病菌。,4 耶爾森菌屬Yersinia pestis,鼠疫桿菌Y. pestis由老鼠到鼠蚤到人，再通過(guò)人蚤或呼吸道途徑在人群間流行，也稱(chēng)黑死病。,5 Vibrio,V. cholerae 蝌蚪形的G菌，弧狀或直桿狀，具一根鞭毛，耐堿不耐酸. 在pH8.89.0的堿性蛋白胨培養(yǎng)基上生長(zhǎng)迅速。 V. cholerae causes Cholera. 產(chǎn)生外毒素激活腺苷環(huán)化酶，提高了cAMP

17、水平，使Na+、K+、水主動(dòng)分泌、丟失，導(dǎo)致腹瀉、嘔吐。歷史上曾發(fā)生8次世界性大流行。,四、Dissimilatory Sulfate- or Sulfur-Reducing Bacteria還原硫酸鹽或硫的異養(yǎng)細(xì)菌,是生理相似、形態(tài)各異、嚴(yán)格厭氧的G菌，能將SO42、S還原為H2S。 存在于淤泥、淹水土壤、淡水（海水）沉積物、人及動(dòng)物腸道。 參與S礦的形成，他們的作用產(chǎn)物在無(wú)氧條件下被光合細(xì)菌氧化成S，在有氧情況下被無(wú)色硫細(xì)菌氧化為S，累積成礦。 Desulfovibrio spp. are responsible for the color and hence the name of th

18、e Black Sea: the H2S these bacteria produce in its depths forms black metal sulfides in the water. 也能引起水污染或?qū)︿摾|、鋼管腐蝕。,3 Archaeobacteria古細(xì)菌,古細(xì)菌即產(chǎn)甲烷菌和極端嗜鹽菌、嗜熱菌。 共同特征是細(xì)胞膜含有植烷甘油醚，細(xì)胞壁內(nèi)缺乏肽聚糖，其5S、16S、23SrRNA序列與細(xì)菌和真核生物相應(yīng)的rRNA有很大差別。,一、Methanogens產(chǎn)甲烷菌,是一群具有相同生理特性而形態(tài)各異的細(xì)菌，嚴(yán)格厭氧。 生理特性：氧化H2、甲酸鹽或乙酸鹽來(lái)獲得能量，并還原CO2為CH4

19、。 生境：水體的沉積物、沼澤、水稻田、厭氧污水處理消化池；動(dòng)物腸胃系統(tǒng)；地?zé)釡厝?分類(lèi)： 甲烷桿菌屬M(fèi)ethanobacterium 甲烷短桿菌屬M(fèi)ethanobrevibacter 甲烷球菌屬M(fèi)ethanococcus 甲烷微菌屬M(fèi)ethanomicrobium 甲烷產(chǎn)生菌屬M(fèi)ethanogenium 甲烷螺菌屬M(fèi)ethanospirillum 甲烷八疊球菌屬M(fèi)ethanosarcina,甲烷的形成是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程，有多種細(xì)菌參加反應(yīng)： 多糖 單糖 醋酸鹽（H2CO3、甲酸鹽） CH4+CO2 丙酸鹽（丁酸鹽、乳酸鹽）,二、Halophiles 嗜鹽菌,是指那些在2.55.2MNaC

20、I中生長(zhǎng)的菌。由于細(xì)胞內(nèi)含有C50類(lèi)胡蘿卜素，使其菌落具有各種紅色色調(diào)。 They can also carry out a primitive form of photosynthesis. The cytoplasmic membrane of Halobacterium is differentiated into patches called purple membranes that contain the pigment bacteriorhodopsin. (Bacteriorhodopsin is similar to rhodopsin, the light-sensitiv

21、e pigment in the eyes of vertebrates.). Bacterirhodopsin converts,light into chemical energy. It uses light energy to expel a proton from the cell, thus creating a proton gradient that can be used to generate ATP. Halobacterium 桿狀細(xì)胞，有些為多形態(tài)，G，含兩種DNA成分，較大組分的G+Cmol%為6668%，較小的部分G+Cmol%為5760%。生長(zhǎng)需要Mg2+，最適

22、溫度3550，pH范圍5.58.5。,三、Thermoacidophiles嗜熱菌,細(xì)胞呈桿狀、絲狀或球狀，G，最適溫度70105，嗜酸和嗜中性，大多數(shù)代謝硫。 如Pyrococcus火球菌屬，存在于熱的海水中。,4 Anoxygenic phototrophic bacteria光合細(xì)菌,一、 共同特征 含有細(xì)菌葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素，使菌液呈紅、橙、黃、綠、紫、棕等色，進(jìn)行不放氧的光合作用，大多數(shù)能固氮。 二、分類(lèi) Purple bacteria Green bacteria Genera Incertae Sedis,1 Purple bacteria,細(xì)胞含細(xì)菌葉綠素a或b和14族類(lèi)胡蘿卜

23、素。 生境：各種水生環(huán)境中含硫化物的厭氧區(qū)，池、溝、湖、河、溫泉、鹽湖等。,A大多數(shù)種不能以硫化物作為唯一光合電子供體而生長(zhǎng)，沒(méi)有一個(gè)種能利用S作為電子供體。紅螺菌科Rhodospirillaceae B能以硫化物作為光合電子供體而生長(zhǎng)，有硫化物時(shí)，在細(xì)胞內(nèi)或外都能形成元素S球，并進(jìn)一步氧化成SO42著色菌科Chromatiaceae，外硫紅螺菌科Ectothiorhodospiraceae。,2 Green bacteria,細(xì)胞含細(xì)菌葉綠素c、d、e和5族類(lèi)胡蘿卜素。 綠硫細(xì)菌：球形、桿狀，嚴(yán)格厭氧，電子供體為硫化物或硫或有機(jī)物。 綠色非硫細(xì)菌：細(xì)胞呈鏈狀排列，兼性好氧，優(yōu)先以有機(jī)物為電子

24、供體。,5 Aerobic Chemolithotrophic Bacteria好氧的化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)細(xì)菌,化能自養(yǎng)菌，通過(guò)氧化無(wú)機(jī)物獲得能量，并以CO2為唯一或主要碳源。,一、Nitrifying bacteria硝化細(xì)菌,能消耗還原態(tài)的無(wú)機(jī)氮化合物進(jìn)行化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的細(xì)菌。不能在有機(jī)培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，在無(wú)機(jī)培養(yǎng)基上生長(zhǎng)緩慢，平均代時(shí)10 h以上，710d培養(yǎng)以后才能見(jiàn)到微小的菌落。分離純化困難。 又分2個(gè)生理群：,1 亞硝化細(xì)菌：將氨氧化成亞硝基 亞硝化單胞菌屬Nitrosomonas 亞硝化螺菌屬Nitrospira 亞硝化球菌屬Nitrosococcus 亞硝化葉菌屬Nitrosolobus

25、,2硝化細(xì)菌：將亞硝基氧化成硝基 硝化桿菌屬Nitrobacter 硝化球菌屬Nitrococcus 硝化刺菌屬Nitrospina,二、 Sulfur bacteria無(wú)色硫細(xì)菌,能氧化還原態(tài)或部分還原態(tài)的無(wú)機(jī)硫化物的非光能營(yíng)養(yǎng)型細(xì)菌。 Thiobacillus硫桿菌屬 細(xì)胞桿狀，G，專(zhuān)性好氧，能氧化硫化物、S2O32、S2O62、SCN2，最終的氧化物是硫酸鹽，在細(xì)胞內(nèi)或外可沉積S，耐酸性極強(qiáng)。主要分布于各種酸性礦井水、污水、含硫礦泉水。易造成金屬構(gòu)件腐蝕?？捎糜诩?xì)菌冶金。,6 放線(xiàn)菌Actinomycetes,Actinomyces,生長(zhǎng)早期產(chǎn)生分支的菌絲體（基內(nèi)菌絲體），48h以后斷裂

26、成桿狀或球狀細(xì)胞，V形、Y形排列。 厭氧或兼性厭氧，菌落污白色，表面粗糙、干燥、易碎。 主要存在于人和動(dòng)物的各種粘膜表面。,Actinomyces,Nocardia,產(chǎn)生大量的基內(nèi)菌絲，一般5d后開(kāi)始斷裂成桿狀、叉狀、鏈狀。 菌落顏色呈紅橙、粉紅、黃、紫等。好氧，少數(shù)厭氧，主要分布于土壤中。 能產(chǎn)生Rifamycin，也可用于石油脫蠟、烴類(lèi)發(fā)酵以及污水處理（分解氰類(lèi)化合物）。,Frankia,絕對(duì)共生菌，和非豆科植物（楊梅、沙棘、胡頹子等）共生固氮、形成根瘤。 有較發(fā)達(dá)的基內(nèi)菌絲，無(wú)氣絲；菌絲中間或頂端可形成孢囊（Cyst），孢囊呈不規(guī)則的圓形、橢圓形，大小約10100，孢囊內(nèi)形成大量孢子。

27、固氮酶存在于泡囊（Vesicle）內(nèi)，泡囊直徑1.55。 能以N2為唯一氮源，在培養(yǎng)時(shí)提供銨鹽更好。細(xì)胞中含有兩種谷氨酰胺合成酶GS1、GS2，當(dāng)利用銨鹽時(shí)GS1起主要作用，當(dāng)利用N2時(shí)則是GS2起作用。,Actinoplanes,孢囊著生于基內(nèi)菌絲上，球形、棒形或不規(guī)則形，基絲有分支。 在蛋白胨察氏或其他培養(yǎng)基上菌落顏色鮮艷，有橙、紅、黃、紫等。 主要分布于土壤和腐爛植物材料上。 可產(chǎn)生多種抗生素如創(chuàng)新霉素(Creatmycin)、臺(tái)東霉素(Taitomycin)等。,Streptomyces,基絲纖細(xì)，0.50.8，氣絲是基絲的2倍。在氣絲上形成各種形狀的孢子絲，有直形、波曲、螺旋等。 菌

28、落質(zhì)地緊密，分離挑起困難，表面呈粉狀、絨狀或茸毛狀，基絲、氣絲、基質(zhì)可呈各種顏色。 腐生，好氧，2535，土壤是大本營(yíng)。,Micromonospora,基絲很發(fā)達(dá)，有分枝，孢子單生，無(wú)柄或著生在短的孢子梗上（孢子梗單軸分枝或合軸分枝）。 菌落與基質(zhì)緊密結(jié)合，呈橙黃色、紫紅色，老齡菌落表面覆蓋一層黑褐色的油層，是孢子堆積所致。 大多數(shù)種強(qiáng)烈分解蛋白質(zhì)、纖維素和淀粉，能合成多種抗生素如慶大霉素(Gentamycin)，有的種能產(chǎn)生VB12。,Thermoactinomyces,氣絲和基絲上都能形成單個(gè)孢子。能在4560生長(zhǎng)，其孢子耐熱，有多層壁，含DPA（吡啶二羧酸）。 氣絲白色，菌落全緣或邊緣呈

29、絲狀，生長(zhǎng)極快，牛肉膏培養(yǎng)基最適于培養(yǎng)該菌。 分布在堆肥、廄肥、自熱草堆等。,第二節(jié) 絲狀真菌分類(lèi),采用Ainsworth分類(lèi)系統(tǒng)。 將真菌列為一界，界下分粘菌門(mén)和真菌門(mén)，真菌門(mén)下分為5個(gè)亞門(mén),一、 鞭毛菌亞門(mén),產(chǎn)生無(wú)性的游動(dòng)孢子(Zoospore)和/或配子，有性的休眠孢子囊(Resting spotangium)或卵孢子(Oospore)。 根據(jù)鞭毛的數(shù)目和位置分為4綱：壺菌綱、絲壺菌綱、根腫菌綱、卵菌綱。,1 Saprolegnia水霉屬,菌絲體形成棒狀的游動(dòng)孢子囊，孢子囊內(nèi)形成梨形、前端著生兩等長(zhǎng)鞭毛（一尾、一茸）的初生游動(dòng)孢子 休止孢囊萌發(fā)形成腎形、凹陷處側(cè)生兩根方向相反的次生游動(dòng)孢

30、子又休止，后萌發(fā)出芽管發(fā)育為新的菌絲體。當(dāng)條件適于有性生殖時(shí)，長(zhǎng)出藏卵器和雄器，減數(shù)分裂發(fā)生在雄器和藏卵器內(nèi)受精受精的卵球發(fā)育成卵孢子卵孢子萌發(fā)一個(gè)芽管形成芽孢子囊釋放游動(dòng)孢子。 寄生水霉 S. parasitica 引起魚(yú)和魚(yú)卵的疾病，招致商業(yè)的重大損失。,Pythium腐霉屬,在培養(yǎng)基上或瓜果上菌絲體是雪白的絨毛狀，很像棉花。 條件適合時(shí)，孢子囊內(nèi)的內(nèi)容物流入泡囊。并在泡囊內(nèi)形成游孢（次生游孢）。游孢成熟時(shí)泡囊破裂，孢子散出。 引起多種經(jīng)濟(jì)植物的猝倒，莖腐和果腐等疾病。 能產(chǎn)生果膠酶、纖維素酶，轉(zhuǎn)化甾族化合物。,Phytophthora疫霉屬,疫霉不形成泡囊，或者即使形成泡囊，游動(dòng)孢子先在

31、孢子囊內(nèi)形成。 寄生性較強(qiáng)。 致病疫霉 P. infestans， 馬鈴薯晚疫病菌，也能危害番茄、茄子等茄科植物。,二、接合菌亞門(mén),Rhizopus,突出特征是形成匍匐菌絲和假根，假根產(chǎn)生在匍匐菌絲與基質(zhì)接觸的地方，在假根相對(duì)處向上長(zhǎng)出孢囊梗，頂端形成孢子囊，具囊軸、囊托。異宗配合形成接合孢子（Zygospore）,Mucor,無(wú)匍匐菌絲和假根，孢囊梗直接由菌絲體長(zhǎng)出，一般單生或分枝，分枝有單軸式或假單軸式，具囊軸、無(wú)囊托。,Absidia犁頭霉屬,形成匍匐菌絲和假根，孢囊梗散生在匍匐菌絲中間，假根不太發(fā)達(dá)。 能轉(zhuǎn)化多種甾族化合物。,Blakeslea布拉霉屬,大孢子囊著生在不分枝的孢囊梗頂端

32、，小孢子囊著生在孢囊梗分枝末端的泡囊上的小梗上。大小孢子囊內(nèi)形成的孢囊孢子大小有差別，均為具條紋、2端具成束的附屬絲。 B. trispora,Choanephora 笄霉屬,大孢子囊著生在不分枝的孢囊梗頂端，小孢子囊為單孢孢子囊（或分生孢子），著生在泡囊的表面小突起上。孢囊孢子暗色，大多有線(xiàn)狀條紋、2端具成束的附屬絲；分生孢子暗色，無(wú)線(xiàn)狀條紋，也無(wú)附屬絲。 C. cucurbitarum,Phycomyces 須霉屬,不產(chǎn)生匍匐菌絲，孢囊梗不分枝。配子囊彎曲形似鉗狀，配囊柄上的附屬絲頂端呈雙叉分支，異宗配合。 P. blakesleeanus ，可用來(lái)生產(chǎn)檸檬酸，五倍子酸和類(lèi)胡蘿卜素。,三、

33、子囊菌亞門(mén),形成子囊孢子Ascospore、子囊 Ascus、子囊果Ascocarp,Monascus紅曲霉屬,閉囊殼具由一兩層扁平細(xì)胞構(gòu)成的包被，產(chǎn)生串狀排列的分生孢子（無(wú)明顯分化的分生孢子梗，能在培養(yǎng)基中分泌可溶性紅色素。 Monascoflavin（C22H24O5），Monascnflavin(C17H22O4) 制造紅曲。,圖4 N2的閉囊殼（1010） Fig.4 Cleistothecium of N2（1010）,圖1 N1的分生孢子（1040） Fig.1 Conidia of N1（1040）,圖5 N1的閉囊殼（1040） Fig.5 Cleistotecium of N

34、1（1040）,Neurospora脈孢菌屬,分生孢子梗2叉分支，分生孢子成串；異宗配合；子囊殼圓形、短頸、褐色；子囊孢子成熟后具縱的花紋，黑色或黑褐色。 培養(yǎng)特征：培養(yǎng)基上具網(wǎng)狀的長(zhǎng)菌絲，最初為白色；待形成分生孢子后，呈粉紅色或黃色。,Claviceps麥角,在禾本科植物的子房?jī)?nèi)寄生，后期形成圓拄形或香蕉形褐色或白色菌核，菌核休眠后產(chǎn)生子座，子囊殼埋生在頭部的表層內(nèi)。 麥角麥角鹼色氨酸,Cordyceps蟲(chóng)草,冬蟲(chóng)夏草C. sinensis, 侵害鱗翅目尺蠖科昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)。,Cordyceps sp.,Cordyceps sp.,Morchella 羊肚菌,子囊果為變態(tài)的子囊盤(pán)，圓拄形子囊埋生在

35、頭部,黑脈羊肚菌(Morchella angusticeps),圓錐羊肚菌(Morchella esculenta),羊肚菌(Morchella semilibera),Tuber塊菌,子囊果為變態(tài)的子囊盤(pán)，外有包被，子囊果內(nèi)有腔。 T. melanosporum,黑孢塊菌（Tuber melanosporum）,黑孢塊菌（Tuber melanosporum）,鮮色肉盤(pán)菌（Cookeina sp.）,棒形肉座菌（Podostroma conu-damae）,鹿角菌（Xylaria hypoxilon）,四、擔(dān)子菌亞門(mén),形成擔(dān)孢子Basidiospore、擔(dān)子Basidium、擔(dān)子果Basid

36、iocarps。 分為冬孢子綱、層菌綱、腹菌綱。,Uredinales銹菌目,無(wú)擔(dān)子果，擔(dān)子從冬孢子上產(chǎn)生，不形成子實(shí)層。 冬孢子：雙胞、單核2倍體，有柄。 生活史中產(chǎn)生5種孢子（性、銹、夏、冬、擔(dān)）。 有4000多種，寄生菌，引起植物的銹病。,禾柄銹菌(Puccinia graminis),Ustilago黑粉菌屬,在寄主內(nèi)為發(fā)達(dá)的菌絲體，在人工培養(yǎng)基上為酵母狀細(xì)胞；形成厚壁的冬孢子(Teliospore)： 冬孢子 擔(dān)孢子 初生菌絲 次生菌絲 引起黑粉病，在植物體上產(chǎn)生菌癭。可以用來(lái)發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸、衣康酸、吲哚乙酸、黑粉酸。,玉米黑粉菌(Ustilago maydis),Tremella

37、fuciformis,白色、半透明、膠質(zhì)、花朵狀，食用、藥用。擔(dān)子具縱隔。 主治肺熱咳嗽、胃炎、痢疾、雀斑。 產(chǎn)生在櫟、柳、楊、桃、桑、龍眼等樹(shù)的朽木上。,膠勺耳（Phlogiotis helvelloides）,Auricularia auricula,褐黑色、膠質(zhì)、耳狀、杯狀、腹面光滑、背面有毛、粗糙。擔(dān)子具橫隔。 主治毒蕈中毒、血脈不通、麻木不仁。 產(chǎn)生在櫟、榆、柳、楊、桃、槐、棗等樹(shù)的朽木上。,傘菌（Agaricales）,有明顯的菌蓋、菌柄，子實(shí)層著生在菌褶（或菌管）上，肉質(zhì)。食用、藥用，部分有毒。裸果式、半被果式發(fā)育。 重要傘菌 毒蘑菇,鵝膏菌（Amanita muscaria）,

38、鵝膏菌（Amanita hemibapha）,鵝膏菌（Amanita muscarial）,鵝膏菌（Amanita muscarial）,鵝膏菌（Amanita sp.）,毛頭鬼傘（Coprinus comatus）（食）,絲膜菌（Cortinarius sp.）,絲膜菌（Cortinarius vanduzerensis）,疣柄牛肝菌（Leccinum sp.),紅菇（Russula sp.）,裂褶菌（Schizophyllum commune）（食）,雙孢蘑菇（Agaricus bisporus）,短柄乳牛肝菌（Suillus brevipes）（食）,香菇（Lentinula edode

39、s）,香菇（Lentinula edodes）,糙皮側(cè)耳（Pleurotus ostreatus）,假松茸（Trichloma bakamatsutake）（食）,翹鱗環(huán)銹傘菌（Pholiota squarrosa）,蠟傘（Hygrocybe sp.）,蠟傘（Hygrocybe sp.）,蠟傘（Hygrocybe pakelo）,牛肝菌（Boletus xylophilus）,牛肝菌（Boletus zelleri）,Ganoderma and Hericium,靈芝(G. lucidum)：菌蓋腎形或半圓形、木栓質(zhì)、紅褐色、有漆狀光澤，子實(shí)層著生在菌管內(nèi)壁，菌柄側(cè)生有光澤。 猴頭菌(H. e

40、rinaceus)：子實(shí)體上密生肉質(zhì)、針狀的刺，子實(shí)層著生在菌刺上。,枝瑚菌（Ramaria araiospora）,靈芝（Ganoderma lucidum）,靈芝（Ganoderma lucidum）,靈芝（Ganoderma sp.）,猴頭菌（Hericium erinaceus）,Fistulina,子實(shí)體肉質(zhì)，表面粘，粉紅色或血紅色，圓球形、舌狀、匙形或肝臟形，無(wú)柄或短柄。 發(fā)酵液中含牛舌菌素 可人工栽培,牛舌菌（Fistulina sp.）,腹菌鬼筆、竹蓀、馬勃、灰包,被果式發(fā)育，由包被和產(chǎn)孢組織構(gòu)成。產(chǎn)孢組織一般是多腔的，擔(dān)子就著生在腔室的內(nèi)壁上。,Phallus,幼時(shí)球形，后伸

41、長(zhǎng)使包被（外菌幕）破裂，留下菌托。 菌蓋鐘狀，有深網(wǎng)格，生有暗綠色的粘而臭的孢子液。柄白色，海綿狀，中空。,白鬼筆（Phallus impudicus）（食）,鬼筆（Phallus hadriani）,蛇頭菌（Mutinus bambusinus）,蛇頭菌（Mutinus sp.）,散尾籠頭菌(Lysurus mokusin),叢角錘端籠頭菌（Kalchbrennera corallocephala）,Dictyophora竹蓀,發(fā)育方式與鬼筆同，菌蓋、菌柄亦同。另外有網(wǎng)狀菌裙。 長(zhǎng)裙竹蓀、短裙竹蓀、黃裙竹蓀,長(zhǎng)裙竹蓀（Dictyophora indusiata）（食）,短裙竹蓀（Dictyo

42、phora duplicata）（食）,短裙竹蓀（Dictyophora duplicata）,黃裙竹蓀（Dictyophora multicolor）,Lycoperdon灰包、Calvatia馬勃,生于地上，球形，大小不等，包被2層，產(chǎn)孢組織成熟后粉末狀。,大馬勃（Calvatia gigantea）（食）,大馬勃（Calvatia gigantea）,網(wǎng)紋灰包（Lycoperdon perlatum）（食）,地星（Geastrum sp.）,五、半知菌亞門(mén),Penicillium,帚狀枝：?jiǎn)屋喰?、?duì)稱(chēng)二輪型、不對(duì)稱(chēng)型、多輪型 種下分系。 Czapek medium為標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基,Asper

43、gillus,足細(xì)胞 分生孢子梗 頂囊 小梗,Trichoderma,菌落生長(zhǎng)迅速、棉絮狀或致密叢束狀，菌落表面為不同程度的綠色、白色。 分生孢子梗上對(duì)生或互生分枝，分枝的末端為瓶梗，瓶梗與著生它們的分枝之間大致成直角。,Cephalosporium,分生孢子梗從氣絲上生出，很短，分生孢子靠粘液粘成頭狀。 產(chǎn)黃頭孢、頂頭孢可以產(chǎn)生頭孢菌素。,Alternaria,鏈格孢霉 分生孢子倒棒狀，頂端延長(zhǎng)成喙?fàn)?，有壁磚狀分格，鏈狀排列。 暗褐色絨狀菌落,Fusarium,鐮孢屬 分生孢子有大小兩種，大的呈鐮刀形，多胞，基部常有“腳胞”；小的各種各樣，單胞或多胞。 F. moniliforme能產(chǎn)生赤霉

44、素，F(xiàn). graminea產(chǎn)生玉米赤霉烯酮,第三節(jié) 酵母菌分類(lèi),Lodder 1970年建立的針對(duì)酵母菌的分類(lèi)系統(tǒng),形成子囊孢子的歸入子囊菌亞門(mén)半子囊菌綱內(nèi)孢霉目； 形成冬孢子與擔(dān)孢子的歸入擔(dān)子菌亞門(mén)冬孢子綱黑粉菌目； 形成擲孢子的歸入擔(dān)子菌亞門(mén)冬孢子綱擲孢酵母科； 未發(fā)現(xiàn)有性過(guò)程的歸入半知菌亞門(mén)芽孢綱隱球酵母目,扣囊擬內(nèi)孢霉Endomycosis fibuligera,子囊孢子菌絲體芽生孢子假菌絲 子囊孢子帽形。 能產(chǎn)生淀粉酶，以淀粉質(zhì)原料及其廢液生產(chǎn)飼料蛋白。,裂殖酵母菌屬Schizosacharomyces,以裂殖進(jìn)行無(wú)性繁殖，營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞接合形成子囊，子囊孢子48個(gè)，球形或卵形。 發(fā)酵葡萄

45、糖，不發(fā)酵半乳糖、乳糖。 粟酒裂殖酵母，在用洋姜制成的未水解的糖液中發(fā)酵能得到高產(chǎn)量的酒精。,酵母菌屬Saccharomyces,營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞球形、卵形、臘腸形，多邊芽殖。 單倍體、雙倍體營(yíng)養(yǎng)體并存。 子囊內(nèi)含14個(gè)子囊孢子。 液體培養(yǎng)時(shí)無(wú)菌膜。 釀酒酵母S.cerevisiae,畢赤酵母屬Pichia,子囊孢子球形、帽形、土星形，子囊成熟時(shí)易破裂放出孢子。 發(fā)酵糖的能力弱，不產(chǎn)生酒精。 麥芽汁中易形成膜。 常使酒類(lèi)、醬油變質(zhì)形成白色干燥浮膜。,擲孢酵母屬Sporobolomyces,能產(chǎn)生擲孢子(ballistospore)，因能形成鏡像，也叫“鏡酵”。 產(chǎn)生類(lèi)胡蘿卜素。,假絲酵母屬Candid

46、a,可以形成假菌絲，不產(chǎn)生子囊孢子，不產(chǎn)生色素。 可以用來(lái)利用正烷烴進(jìn)行石油發(fā)酵脫蠟，也可作為食用酵母和飼料酵母，有些種能引起念珠菌病、腦膜炎等。,紅酵母屬Rhodotorula,多數(shù)不形成假菌絲。 菌落因產(chǎn)生莢膜而成粘質(zhì)樣，能產(chǎn)生類(lèi)胡蘿卜素。有積累大量脂肪的能力，可達(dá)菌體干重的60%，故又稱(chēng)脂肪酵母。 常見(jiàn)的食品污染菌。,球擬酵母屬Torulopsis,菌落因產(chǎn)生莢膜而成粘質(zhì)樣，但無(wú)色素。有些種能耐受高濃度糖和鹽。某些種能產(chǎn)生不同比例的甘油、赤蘚醇、甘露醇，在適宜的條件下能將40% 的葡萄糖轉(zhuǎn)化成多元醇。,第三章 資源微生物的分離,第一節(jié) 分離資源微生物的基本原則,一、選擇樣品的原則,1、環(huán)

47、境因素 不同菌生長(zhǎng)所需的溫度、濕度、酸堿條件都不同。目的菌的這些條件如果已經(jīng)確定，那就應(yīng)該根據(jù)這些條件來(lái)選擇樣品。 2、營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型和營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),二、樣品采集與處理,1、注意無(wú)菌操作 2、根據(jù)菌的分布特點(diǎn)和部位采集樣品 3、采樣前要盡量減少?lài)娛┺r(nóng)藥、菌肥、化肥等活動(dòng)，以確保分離到自然分布的菌群。 4、以分離放線(xiàn)菌為目的的土樣要經(jīng)過(guò)風(fēng)干處理，以減少細(xì)菌的干擾。 5、采取相應(yīng)的增菌處理措施,三、培養(yǎng)基成分的設(shè)計(jì)原則,開(kāi)發(fā)意圖放在分離過(guò)程中，例如要開(kāi)發(fā)低溫堿性脂肪酶，培養(yǎng)基里應(yīng)該以脂肪為唯一碳源，pH在10以上，低溫培養(yǎng)。 大劑量加入同類(lèi)化合物。一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生某種物質(zhì)的菌，必然對(duì)這種物質(zhì)有抗性，可以在分離

48、培養(yǎng)基中大劑量加入該類(lèi)物質(zhì)，使抗這種物質(zhì)的菌長(zhǎng)起來(lái)，而不抗這種物質(zhì)的菌無(wú)法生長(zhǎng)。 加入特殊的營(yíng)養(yǎng)成分。有時(shí)候有些菌需在培養(yǎng)基中加入一些特殊成分，才能滿(mǎn)足生長(zhǎng)的需要。例如為了分離硅酸鹽細(xì)菌，需在培養(yǎng)基中加入長(zhǎng)石或硅藻土，而不必加入氮源。 抑制劑：放線(xiàn)菌酮、制霉菌素抑制真菌，重鉻酸鉀抑制細(xì)菌和真菌，鏈霉素、青霉素抑制細(xì)菌。,第二節(jié) 各類(lèi)微生物的分離程序,一、細(xì)菌 二、放線(xiàn)菌 1、樣品的預(yù)處理 自然風(fēng)干5 30天；120干熱處理1小時(shí)。 2、選擇性試劑：如果細(xì)菌和霉菌太多，可在培養(yǎng)基中加入呋喃西林（50ppm/ml）以抑制細(xì)菌，加入制霉菌素（50U/ml）抑制霉菌。 3、具體分離方法：在營(yíng)養(yǎng)瓊脂上鋪

49、一張孔徑為0.220.45的纖維酯濾膜，在膜表面接種，培養(yǎng)。適當(dāng)時(shí)候去掉膜，讓放線(xiàn)菌繼續(xù)生長(zhǎng)。,三、真菌 1、小型絲狀真菌的分離：用Martin, PDA, Czepek, Sabauraud培養(yǎng)基，稀釋分離或劃線(xiàn)分離。 2、大型絲狀真菌的分離：組織分離法，孢子分離法。 3、酵母菌的分離：用麥芽汁培養(yǎng)基，劃線(xiàn)法分離。,第四章 發(fā)酵與篩選模型的設(shè)計(jì),第一節(jié) 生物活性物質(zhì),一、 抗生素的活性測(cè)定,1、 固體（瓊脂塊）測(cè)定法 將放線(xiàn)菌涂布于平板上，28培養(yǎng)47天，用接種環(huán)切成塊，然后接種于分別接有細(xì)菌、酵母菌、絲狀真菌的平板上，培養(yǎng)觀察。如果塊周?chē)型该魅?，就說(shuō)明有抗菌素產(chǎn)生，也確定了抗菌譜。 2、

50、發(fā)酵液測(cè)定法 搖瓶培養(yǎng)。如果為水溶性抗生素，可以離心沉淀，然后取用打孔器切下的圓片蘸取發(fā)酵液，置于接有不同菌的平板上，觀察抑菌圈的大小。如果為脂溶性抗生素，可將離心后的菌絲體用丙酮提取，再用紙片浸取提取液，測(cè)定抑菌圈。,3、效價(jià)測(cè)定 抗生素的劑量單位常用效價(jià)單位。如一個(gè)青霉素效價(jià)單位為能在50ml肉湯培養(yǎng)基中完全抑制金黃色葡萄球菌標(biāo)準(zhǔn)菌株發(fā)育的最小青霉素劑量。一個(gè)鏈霉素效價(jià)單位為能在1ml肉湯培養(yǎng)基中完全抑制大腸桿菌標(biāo)準(zhǔn)菌株所需的最小鏈霉素劑量。 1mgNa鹽相當(dāng)于1667個(gè)單位，1mg鏈霉素堿相當(dāng)于1000個(gè)單位。,二、FDA法篩選抗菌物質(zhì),反應(yīng)體系：樣品、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)菌、FDA（二乙酸熒光素）

51、 如果樣品中有抑制脂肪酶的物質(zhì)存在，那么脂肪酶（由實(shí)驗(yàn)菌產(chǎn)生）水解FDA的強(qiáng)度就減弱，生成的熒光素相應(yīng)減少，因而在498nm的光吸收也不同。 實(shí)驗(yàn)需設(shè)陽(yáng)性對(duì)照，空白對(duì)照。陽(yáng)性：加青霉素G；空白：不加樣品。,三、篩選細(xì)菌旋轉(zhuǎn)酶抑制劑,如果樣品中產(chǎn)生DNA旋轉(zhuǎn)酶抑制劑，那么旋轉(zhuǎn)酶就不能使松弛DNA轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)超螺旋DNA。 程序：旋轉(zhuǎn)酶（從E.coli 中提?。? 松弛DNA（底物）+ 樣品保溫。 再用瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)是否有超螺旋DNA存在，如有則說(shuō)明樣品中無(wú)抑制劑產(chǎn)生。,四、篩選和鑒別氨基糖苷（AMG）,初篩：測(cè)定樣品對(duì)粘質(zhì)沙雷氏菌的抗菌活性，野生型對(duì)AMG敏感，突變株不敏感（耐藥）。 排除鏈絲菌素：如果在加有樣品液的平板上淡紫灰鏈霉菌能夠生長(zhǎng)，說(shuō)明樣品中含有鏈絲菌素。 復(fù)篩：測(cè)樣品的抗菌譜（對(duì)18株菌株的抗菌譜），如果樣品的抗菌譜與已知的AMG的抗菌譜不同，就說(shuō)明是新AMG。,