放线菌PPT课件

.,1,放线菌遗传,.,2,放线菌(Actinomycetes)是一类具有丝状分枝细胞和无性孢子的G+原核微生物,由于菌落呈放射状而得名。,放线菌的概念：,.,3,一、放线菌的分类依据,.,4,（一）细胞的形态结构,1、菌体为丝状单细胞，其大小、粗细与细菌相同2、有多核体，为拟核，与细菌相同3、细胞壁组分为肽聚糖，对溶菌酶敏感4、孢子的鞭毛同细菌鞭毛5、核糖体为70s,放线菌的分类依据,.,5,放线菌,光学显微镜下的放线菌,.,6,A：诺尔斯氏链霉菌；B：皮疽诺卡氏菌；C：酒红指孢囊菌；D：游动放线菌；E：小单胞菌；F：皱双孢马杜拉放线菌,放线菌在固体培养基上形成与细菌不同的菌落特征，放线菌菌丝相互交错缠绕形成质地致密的小菌落，干燥、不透明、难以挑取，当大量孢子覆盖于菌落表面时，就形成表面为粉末状或颗粒状的典型放线菌菌落，由于基内菌丝和孢子常有颜色，使得菌落的正反面呈现出不同的色泽。,.,7,产抗菌素的放线菌的菌落特征A：卡特利链霉菌；B：弗氏链霉菌；C：吸水链霉菌金泪亚种；D：卡那霉素链霉菌；E：除虫链霉菌；F：生磺酸链霉菌,.,8,.,9,（二）放线菌的代谢特征,放线菌的分类依据,（1）最适pH：中性偏碱（2）DNA重组方式：同细菌,（三）对噬菌体和抗生素的敏感性：与细菌相同,所以：在BergeysManualofSystematicBacteriology.(伯捷氏细菌系统分类手册）Vol.4上归为分枝菌纲(Actinomycetes),.,10,二、放线菌,营养菌丝匍匐生长于培养基内，吸收营养,营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝,气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢子丝,.,11,二、放线菌,.,12,二、放线菌,.,13,二、放线菌,.,14,二、放线菌,孢子在适宜的条件下萌发，长出1-3个芽管,营养菌丝,气生菌丝,繁殖菌丝（孢子丝）,孢子丝释放孢子,.,15,二、放线菌,繁殖方式,无性孢子,菌丝断裂,凝聚孢子横隔孢子孢囊孢子分生孢子厚壁孢子,存在多种孢子形成方式,常见于液体培养中，工业发酵生产抗生素时都以此法大量繁殖放线菌,细菌的芽孢是休眠体，而放线菌的孢子是繁殖体,.,16,二、放线菌的基本形态,.,17,(一)菌丝（hyphae)：,放线菌的基本形态,概念:细胞在生长过程中，呈丝状分枝，无隔，为多核体。可分为基内菌丝和气生菌丝。成团的菌丝为菌丝体（mycelium).,.,18,1.基内菌丝(substratehyphae):,放线菌的基本形态,培养基内匍匐生长的菌丝，无隔，约0.2-0.8m。通常会产生水溶性或脂溶性色素.功能：吸收营养，所以又称营养菌丝。,.,19,2.气生菌丝(aerialhyphae):,放线菌的基本形态,由营养菌丝长出培养基外，伸向空间的菌丝。略粗于基丝0.5-1.2m，也有色素产生。功能：气生菌丝生长到一定阶段可分化出繁殖结构，即孢子丝。,.,20,3.孢子丝,放线菌的基本形态,概念：可以形成孢子的菌丝（具分类价值），功能:繁殖。形态：直、波曲、螺旋着生方式：丛生、轮生,.,21,（二）孢子（spores):,放线菌的基本形态,形态：有圆、卵圆、柱状等。表面：或光滑或粗糙；有的还带有毛刺、鞭毛。色素：因种而异。,.,22,放线菌的基本形态,分生孢子(conidiospores):,在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子，菌丝分裂形成。,.,23,放线菌孢子特点：,对干燥抵抗力强，对热抵抗性不强。多为65，1015min失活（嗜热放线菌例外）。,放线菌的基本形态,.,24,三、放线菌的繁殖,.,25,繁殖：无性繁殖,1.形成无性孢子（1）横隔分裂膜内陷（2）缩缢分裂壁和膜同时内陷2菌丝片段可繁殖成新的菌丝，常见于液体基中。,放线菌的繁殖,.,26,四、放线菌的菌落特征,.,27,.,28,固体培养基,菌落特征：质地致密、干燥、多皱、小而不蔓延、不易挑起，表面有放射状沟纹。菌落形状：随菌种不同可有两类：（1）产生大量分枝状菌丝的菌种：（如Strptomyces)形成与培养基结合较紧的菌落，不易挑起或整个挑起。（2）不产生大量菌丝的菌种：（如Nocardia)形成的菌落呈粉质，挑之易碎,放线菌的菌落特征,.,29,五、放线菌的主要属,.,30,放线菌的主要属,（一）诺卡氏型（Nocardioforms)特征：好气型，具气生菌丝，多产粉孢子。应用：烃类发酵，污水处理，产生抗生素（如万古霉素、头孢菌素等）,.,31,放线菌的主要属,（二）具有气生菌丝特化出的孢囊孢子和分生孢子1弗兰克氏放线菌属（Frankia)可以固氮，存在于非豆科植物根部，（如:桤木、赤扬等）2小单孢菌属（Micromonospora)可产生多种抗生素，如庆大霉素、利福霉素；有的种可积累VitB123链霉菌属(Streptomyces)产生许多著名的抗生素，如链霉素、红霉素、四环素、土霉素、金霉素等。,.,32,放线菌培养基配方一淀粉琼脂培养基（高氏培养基）可溶性淀粉2克硝酸钾0.1克磷酸氢二钾0.05克氯化钠0.05克硫酸镁0.05克硫酸亚铁0.001克琼脂2克水1000毫升,先把淀粉放在烧杯里，用5毫升水调成糊状后，倒入95毫升水，搅匀后加入其他药品，使它溶解。在烧杯外做好记号，加热到煮沸时加入琼脂，不停搅拌，待琼脂完全溶解后，补足失水。调整pH值到7.27.4，分装后灭菌，备用。,.,33,配方二面粉琼脂培养基面粉60克琼脂20克水1000毫升把面粉用水调成糊状，加水到500毫升，放在文火上煮30分钟。另取500毫升水，放入琼脂，加热煮沸到溶解后，把两液调匀，补充水分，调整pH值到7.4，分装，灭菌，备用。,.,34,与人类的关系,放线菌常以孢子或菌丝状态极其广泛地存在于自然界，土壤中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。,能产生大量的、种类繁多的抗生素（其中90%由链霉菌产生）,有的放线菌可用于生产维生素、酶制制；此外，在甾体转化、石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等方面也有应用,少数寄生型放线菌可引起人、动物（如皮肤、脑、肺和脚部感染）、植物（如马铃薯和甜菜的疮痂病）的疾病。,.,35,战功累累的放线菌,医生常常使用链霉素、红霉素这一类抗生素药物治病，使许多病人转危为安。抗生素的主角就是大名鼎鼎的放线菌。放线菌的个体由一个细胞组成，这与细菌十分相似，因此它们常被当作细菌家族中的一个独立的大家庭。不过，放线菌又有许多真菌家族的特点，例如菌体由许多无隔膜的菌丝体组成，所以从生物进化的角度看，它是介于细菌与真菌之间的过渡类型。,.,36,各种放线菌放线菌有许多交织在一起的纤细菌体，叫菌丝。这些菌丝分工不同，有的“埋头大吃”，这是专管吸收营养的基质菌丝；有的朝天猛长，这是作为放线菌成长发育标志的气生菌丝。放线菌长到一定阶段便开始“生儿育女”。它们先在气生菌丝的顶端长出孢子丝，等到成熟之后，就分裂出成串的孢子。孢子的外形有的像球，有的像卵，可以随风飘散，遇到适宜的环境，就会在那里“安家落户”，开始萌生成新的放线菌。,.,37,放线菌大量存在于土壤中。它们中绝大多数是腐生菌，能将动植物的尸体腐烂、“吃”光，然后转化成有利于植物生长的营养物质，在自然界物质循环中立下了不朽的功勋。还有一种叫弗兰克氏菌，生长在许多非豆科植物的根瘤里，能固定大气中的氮，成为植物能利用的氮肥。放线菌还有许多贡献。目前发现的几千种抗生素中，有一半以上是由放线菌产生的。它的菌落颜色鲜艳，呈放射状，对人体无害，因此，人们常用它作食品染色剂，既美观，又安全。利用放线菌还可以生产维生素B12、蛋白酶和葡萄糖异构酶等医药用品。,.,38,虽然个别类的放线菌对人类有害，例如分枝杆菌能引起肺结核和麻风病等，但这些比起放线菌的功绩来，实在是微不足道的。人们常说的“土腥气”正是来自土壤中的放线菌,.,39,链霉菌产生的抗生素,一次代谢物是维持生物合成或生长过程中所需的代谢物，至于对生命的维持不具明显的功能，只在某些生物上产生的代谢物，则是二次代谢物，如抗生素或色素等。链霉菌可以产生多种二次代谢物，包括各种物质的分解酵素及抗生物质。这些代谢产物除了可用在人体的医药以及当成家畜饲料的添加物外，在农作物生产方面，也可做为植物保护之用。链霉菌是已知放线菌中最大的族群，可产生高达一千多种的抗生物质，许多重要的抗生素如放线菌素、链霉素、四环霉素、保米霉素、维利霉素、嘉赐霉素及康霉素等，都可由链霉菌生产。一般而言，农用抗生素具有较低毒性及残留性质，可以抑制病原微生物的生长和繁殖，或者能改变病原菌的形态而达到保护作物的效果。,.,40,链霉菌产生的抗生素种类繁多且结构复杂，从结构上区分，大致可把农用抗生素分为下列六大类：氨基糖类抗生素：这类抗生素属于糖的衍生物，由糖或氨基酸与其它分子结合而成。在植物体内具有移行性，可干扰病原细胞蛋白质的合成，如链霉素。四环霉素类抗生素：这类抗生素是由四个乙酸及丙二酸缩合环化而形成，可以抑制病原菌核糖体蛋白，如四环霉素。,.,41,核酸类抗生素：这类抗生素含有核酸类似物的衍生物，作用于病原菌的去氧核糖核酸合成系统，抑制其前驱物或酵素的合成，如保米霉素。大环内酯类抗生素：它是由12个以上的碳原子组成，且形成环状结构，通常可和细菌的50核糖体亚基结合，以阻断蛋白质的合成，如红霉素。,.,42,多烯类抗生素：由2537个碳原子组成的大环内酯类抗生素，含有37个相邻的双键，可与病原真菌细胞膜上的类固醇结合，有破坏细胞膜的功能，如治霉菌素。多肽类抗生素：这类抗生素是把氨基酸用不同的肽键结合，经常形成网状结构，可以抑制病原菌细胞壁的合成，如纯霉素。,.,43,由于多数链霉菌具有分泌抗生物质或细胞外酵素的能力，可以有效抑制植物病原菌。此外，少部分还具有促进植物生长或诱导植物产生抗病性的效果，因此链霉菌在生物防治应用上极具潜力。,.,44,链霉菌在植物保护上的应用,生物防治法是农业生态系中，植物病原、昆虫与益菌或天敌等族群间维持均衡的重要策略之一。就植物病害而言，其定义是指在自然或人为操控的环境下，透过一种或多种拮抗微生物，有效降低病原菌的密度、活力及感染作物的能力，进而达到防治植物病害的效果。,.,45,链霉菌拮抗植物病原菌的原理可分为抗生、竞争和超寄生作用。抗生作用是指拮抗菌所分泌的代谢物质如抗生素或酵素，可以抑制病原菌的生长。竞争作用是拮抗菌与植物病原菌竞争养分、生存空间，尤其在作物的根圈部位建立族群优势，进而达到抑制病原菌的生长及存活，间接保护作物免于被病原危害。超寄生作用则是拮抗微生物寄生于病原菌上，致使其菌丝或生殖构造遭受破坏甚至死亡。,.,46,例如利迪链霉菌WYEC108菌株，可阻扰腐霉菌的卵孢子发芽，因为它所分泌的几丁质分解酵素可以破坏腐霉菌菌丝的细胞壁。如果把豌豆种子粉衣以WYEC108菌株处理，可使豌豆种子免于受腐霉菌的危害。,.,47,灰绿链霉菌可产生