【正文】 第九章 微生物的生態(tài) 前 言 ? 生態(tài)學(xué)：研究生物系統(tǒng)與其所處環(huán)境條件之間的相互作用規(guī)律性的科學(xué)。 ? 研究內(nèi)容：微生物群體 ——微生物區(qū)系（ microflora）或正常菌群（ normal flora）對其周圍生物和非生物環(huán)境條件的相互作用關(guān)系。 ? 生態(tài)學(xué)研究范圍：生物圈（ biosphere）、生態(tài)系統(tǒng)（ ecosystem）、群落（ munity）、種群（ population）。 ? 研究意義： ?理論：地球進化和生物進化原因 ?實踐：開發(fā)菌種資源、防治有害微生物、新的微生物農(nóng)藥、菌肥、醫(yī)藥、混菌發(fā)酵、生態(tài)農(nóng)業(yè)，促進探礦、冶金、環(huán)保、提高土壤肥力以及開發(fā)生物能等 幾個概念 ? 生物圈：地球上的所有生物。 ? 生態(tài)系統(tǒng)：生物群落與其無機環(huán)境相結(jié)合、相作用、相調(diào)控而成的動態(tài)系統(tǒng)。 ? 群落：同一環(huán)境中兩個以上種群由于生活繁殖上的連鎖而構(gòu)成相依賴、相制約的生物集團。 ? 種群：生活在同一環(huán)境中的同種個體組成的能繁殖集團。與同種別地的種群有隔離、有界限。 第一節(jié) 微生物在自然界中的分布與菌種資源 本節(jié)內(nèi)容： 一、微生物在自然界的分布 二、菌種資源的開發(fā) 一 、 微生物在自然界中的分布 ?生物體內(nèi)外的正常菌群 ?人體的正常微生物區(qū)系 正常菌群 ：生活在健康動物各部位，數(shù)量大、種類較穩(wěn)定且一般是有益無害的微生物，稱為正常菌群。 正常菌群與人體的關(guān)系：一般能維持平衡，菌群內(nèi)部的各種微生物之間，也是相互制約而維持相對穩(wěn)定。 變化情況：正常菌群是相對的、可變的、有條件的。 ?機體防御機能減弱時，一部分正常菌群會成為病原微生物； ?正常菌群在非正常部位時也可引起疾??； ?由于外界因素的影響，破壞了各種微生物之間的相互制約關(guān)系，正常菌群也會引起疾?。ň菏д{(diào)癥）。 ?其它生物體 ? 無菌動物 （ germfree animal）：體內(nèi)外檢查不到任何正常菌群的動物 ? 悉生生物 （ gnotobiotics）：已經(jīng)人為接種某已知純種微生物的無菌動物 ? 根際微生物 （ rhizosphere microanism）：植物根系經(jīng)常向周圍土壤分泌各種外滲物質(zhì)，故根際有大量微生物活動。種類組成受植物的種類和植物發(fā)育階段影響。作用是改善植物營養(yǎng)、分泌生長刺激素及抗生素等；有時也有害，與植物爭奪 N、 P等營養(yǎng)、分泌毒素等。 ? 附生微生物 （ epibiotic microbe）：指生活在植物體表面，主要借其外滲物質(zhì)或分泌物質(zhì)為營養(yǎng)的微生物。葉面微生物是主要的附生微生物。 ?土壤中的微生物 ? 土壤中的環(huán)境條件：營養(yǎng)、水分、空氣、酸堿度、滲透壓和溫度條件都適于微生物的生活，是微生物的大本營、也是人類最豐富的“菌種資源庫”。 ? 土壤中微生物的數(shù)量：按種類遞減 ?細菌 ——放線菌 ——霉菌 ——酵母菌 ——藻類 ——原生動物 ? ~108 ~107 ~106 ~105 ~104 ~103個 /g ?耕作土壤中，細菌濕重約 90 ~225kg；以土壤有機質(zhì)含量為 2%計算，則所含細菌干重約為土壤有機質(zhì)的 1%左右。 ?土壤微生物的代謝活動，可改變土壤的理化性質(zhì)，進行物質(zhì)轉(zhuǎn)化，因此，土壤微生物是構(gòu)成土壤肥力的重要因素。 ?若按生物量計算則各種微生物的生物量基本相當。 土壤中微生物的含量 ? 土壤中微生物的含量與土壤有機質(zhì)含量有直接關(guān)系。 ?表層耕作土中含量最高，耕作層厚度 20~30cm，地表土受陽光直接照射，其中微生物含量較低。 ?采取土樣時一般要刮開表土 2~3cm后采樣。 我國各主要土壤的含菌量 (萬 /克干土 ) 土類 地點 細菌 放線菌 真菌 暗棕壤 黑龍江呼瑪 2,327 612 13 棕壤 遼寧沈陽 1,284 39 36 黃棕壤 江蘇南京 1,406 271 6 紅壤 浙江杭州 1,103 123 4 磚紅壤 廣東徐聞 507 39 11 磷質(zhì)石灰土 西沙群島 2,229 1,105 15 黑土 黑龍江哈爾濱 2,111 1,024 19 黑鈣土 黑龍江安達 1,074 319 2 棕鈣土 寧夏寧武 140 11 4 草甸土 黑龍江亞溝 7,863 29 23 嶁土 陜西武功 951 1,032 4 白漿土 吉林皎河 1,598 55 3 濱海鹽土 江蘇連云港 466 41 ?水中的微生物 ? 自然界江河湖海等各種淡水與咸水水域中都生存著相應(yīng)的微生物。 ? 水域中微生物的種類和數(shù)量與水域的有機物、無機物的種類和含量，光照、酸堿度、滲透壓、溫度、含氧量和有毒物質(zhì)的含量有密切關(guān)系。 ? 各種水系： 水 淡水 海水 地下水：無色桿菌、黃桿菌、革蘭氏陽性桿菌、微球菌、諾卡氏菌 地表水 溪水：營養(yǎng)少、主要是革蘭氏陰性無芽孢桿菌、生絲微菌 河水：出現(xiàn)假單孢菌、芽孢、腸桿菌、弧菌、螺菌、硫細菌、微球菌、八疊球菌、諾卡氏菌、鏈球菌、螺旋體等 污水 生活污水：熒光、綠膿、變形、枯草、陰溝、大腸、糞鏈球菌、病毒和噬菌體 生產(chǎn)污水：與所含污物有關(guān) 海水： 平均含鹽量： %，密度大、滲透壓高、冰點低 微生物組成：多數(shù)為革蘭氏陰性菌、多嗜鹽、河口處有耐鹽菌， 嗜鹽菌：低嗜鹽菌，適于生活在鹽濃度 2~5%； 中等嗜鹽菌，適于生活在鹽濃度 5~20%； 高嗜鹽菌：適于生活在鹽濃度 20~30% 形 態(tài)：多有鞭毛，常見多形性、可變?yōu)榍蛐?、弧形、絲狀及螺旋狀，個體?。? 生 理：兼性厭氧，生長慢，能在低營養(yǎng)下生活，常產(chǎn)色素，分解蛋白質(zhì)能力強，解糖能力低，多嗜冷，對熱敏感； 分 布：不均勻，與水深成反比， 0~10米 ——少 10~50米 ——呈上升變化 50米以下數(shù)量減少 海底沉積物上 ——多 常見菌種：假單孢菌、弧菌、螺菌、無色桿菌、黃桿菌 清水型水生微生物 ? 潔凈湖泊和水庫，微生物數(shù)量少（ 10~103/ml），以化能自養(yǎng)型和光能自養(yǎng)型微生物為主，部分腐生細菌，如色桿菌、無色桿菌和微球菌等；霉菌中如水霉、綿霉等的一些種；以及單細胞和絲狀的藻類和一些原生動物常在水面生長，數(shù)量較少。以上微生物種類可以認為是水中的“土著”菌群。 ? 根據(jù)微生物對水生環(huán)境中的營養(yǎng)要求，將其分為三類：貧營養(yǎng)細菌（ 1~15mgC/L）、兼性貧營養(yǎng)細菌（指一些在富營養(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)細菌）、富營養(yǎng)細菌（ 10gC/L） ? 貧營養(yǎng)指數(shù)（ ）：某水樣中貧營養(yǎng)細菌占總菌數(shù)的百分比 ? 類型：流經(jīng)城市的河水、港口附近的海水、滯留的池水、陰溝水 ? 環(huán)境情況：流入了大量的人畜排泄物、生活污物和工業(yè)廢水等，有機物含量大增 ? 微生物數(shù)量和類群： ? 數(shù)量：大量外來的腐生細菌，使腐敗型水生微生物尤其是細菌和原生動物大量繁殖，每毫升污水的微生物含量達到 107~108個。 ? 類群： 革蘭氏陰性無芽孢桿菌，如 Proteus、 E. coli、 Enterobacter aerogenes和 Alcaligenes等， 各種 Bacillus、 Vibrio和 Spirillum等的一些種 纖毛蟲類、鞭毛蟲類和根足蟲類等原生動物 還有一些隨人畜排泄物和病體污物進入水體的動植物致病菌 ? 繁殖及后果：通常因水體環(huán)境中的營養(yǎng)等條件不能滿足其生長繁殖的要求，加上周圍其它微生物的競爭和拮抗關(guān)系，一般難以長期生存，但由于水體的流動，也會造成病原菌的傳播甚至疾病的流行。 腐敗型水生微生