微生物与生物环境间的关系

beginning,多样而复杂的相互关系,双方获益(+)eg：共生、互利共栖、互养共栖、协同共栖等。一方受益，对方受损（+,+)eg：寄生、捕食、拮抗等。一方受益，对方无益无损(+0,0+)eg：偏利共栖、卫星状共栖、互生（代谢共栖、半共生）一方受损，对方无益无损（0,0）eg：偏害共栖双方受损（）eg：竞争共栖互不干扰（00）eg：中性共栖（无关共栖）,共栖？,两种生物同时栖息于一个环境中，双方的生命活动互相作用而形成各种利害关系。共栖伙伴彼此离开，有独立的生活能力。,五种典型关系,一、互生,两种可单独生活的生物，当它们在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方或偏利于一方的相互关系。,1.M与M的互生普遍存在于土壤微生物中。eg：,好氧性自生固氮菌纤维素分解菌,提供氮素营养物,产有机酸为固氮提供营养,可分可合，合比分好,2.M与P的互生植物内生菌一类主要生活在植物体内，但不与植物一起形成一特殊组织结构的微生物，多属子囊菌类。主要成员是细菌和真菌。eg：,固氮、抗病、增产、产有生物活性的次生代谢物、应用于工农医药事业,acremoniumcognophiatum（支顶孢霉）与牛尾草互生，可使宿主更耐旱、更强的利用氮素营养而达到增产效果；,长在禾本科植物上的clavicepspurpurea（麦角菌）产生的麦角碱类有毒物质可防宿主被食草动物食用。,功能,3.人体肠道中正常菌群与人的互生60-400种不同的微生物，占粪便干重1/3的是细菌，其中厌氧菌占了绝大多数。,排阻、抑制外来致病菌,提供维生素(如VB1、B2、B6、B12、VK、烟酸、泛酸、生物素、叶酸等),产酶助于消化（淀粉酶、蛋白酶等）,分解有毒或致癌物（亚硝胺等）,产有机酸降低肠道以及促进其蠕动,刺激并提高机体免疫力,一定程度的固氮作用,功能,4.互生现象与发酵工业中的混菌培养混菌培养又称混合培养（mixedcultivation）或混合发酵（mixedfermentation）这是在深入研究微生物纯培养（pureculture）基础上的人工“微生物生态工程”。eg：酸奶制作、二步发酵法生产Vc,二、共生,两种生物共居在一起，相互分工合作、相依为命，各自不能独立生活。,难分难解，合二为一,绿藻或蓝细菌,真菌,产有机酸分解岩石,提供有机养料,提供矿质元素,光合作用,1.M与M的共生典例：菌藻共生或菌菌共生的地衣,叶状地衣（南极石耳）,壳状地衣（南极丽石黄衣，红色和赤星衣，米黄色）,根瘤菌固氮为植物提供氮素养料；,豆科植物根的分泌物能刺激根瘤菌的生长，也为其生长提供保护,2.M与P的共生,根瘤菌与豆科植物，放线菌与非豆科植物菌根菌与植物,自然界中，大部分植物都长有菌根，是真菌与植物的根系形成的一类特殊共生体。,功能,改善植物营养,调节植物代谢,增强植物抗病能力等,3.M与A的共生,微生物与昆虫的共生幻灯片15瘤胃微生物与反刍微生物的共生幻灯片16,外共生生物：仅生活在宿主细胞外的共生生物。eg：白蚁与其肠道内的微生物之间的共生内共生生物：这类微生物生活在蟑螂、蝉、蚜虫、象鼻虫等许多昆虫的细胞内。,微生物在厌氧条件下分解纤维素供白蚁营养，微生物也可获得稳定的营养和其他生活条件。,微生物为宿主提供VB，使昆虫能以缺乏维生素的植物为生。,反刍动物，以植物的纤维素为主要食物，如牛、羊、骆驼、长颈鹿等。,一般有由瘤胃、网胃（蜂巢胃）、瓣胃和皱胃4部分组成复杂的反刍胃,反刍动物为瘤胃微生物提供纤维素和无机盐等养料，水分，合适的温度和PH，以及良好的搅拌和无氧环境。瘤胃微生物在瘤胃中经微生物发酵变成有机酸和菌体蛋白再供动物吸收利用。,三、寄生,一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内（包括细胞内）或体表，从中夺取营养并进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的一种相互关系。,寄生物,宿主或寄主,专性寄生,兼性寄生,分类,寄生物在自然条件下必须寄生在活的寄主上才能生长发育,寄生物既可以在寄主活体上营寄生生活，也可以在死体或有机质中营腐生生活,绝大多数的植物病原真菌和所有的植物病原细菌都是兼性寄生。,1.M与M的寄生eg：,噬菌体与其宿主之间的关系；真菌对真菌的寄生；细菌或真菌寄生于原生动物；细菌寄生于细菌蛭弧菌寄生于Pseudomonasphaseolicola（栖菜豆假单胞菌）。,2.M与P的寄生,微生物寄生于植物的例子是极其普遍的，各种植物病原体都是寄生物。,按寄生的程度分类,专性寄生物（obligateparasite）,兼性寄生物（facultativeparasite）,凡必须从活的植物细胞或组织中获取其所需营养物才能生存者。,除寄生生活外，还可生活在死植物上或人工配制的培养基中。,2.M与A的寄生,寄生于动物的微生物即为动物病原微生物，种类极多，包括各种病毒、细菌、真菌和原生动物等。,两个重要研究方向,人体和高等动物的病原微生物,昆虫的病原微生物(制生物农药或微生物杀虫剂),寄生于昆虫的真菌也可形成名贵中药，eg：冬虫夏草,冬虫夏草:在高原地区(青海西藏海拔30005000m)，有一种名叫虫草菌（真菌），它的子囊孢子成熟后，随风飘扬，散落土中。高原地区又有一种昆虫名叫蝙蝠蛾，它的幼虫在土壤中蛰居过冬。虫草菌的孢子遇到蝙蝠蛾的幼虫，便钻入体中，萌发成菌丝体，吸收幼虫体内的营养，把它的“五脏六腑”消耗得一干二净，菌丝体也就充满整个虫体。表面看来，蝙蝠蛾幼虫仍然是一条虫的样子，实际上只是一个僵死尸体的空壳。到了夏季，冰冻的表层土壤消融，土壤温度升高，菌丝体穿通虫壳，破土而出，长成一条真菌的子座，看起来有些象草。,四、拮抗,又称抗生（antagonism），指由某种生物所产生的特定代谢产物可抑制他种生物的生长发育甚至杀死它们的一种相互关系。,化学战术损人利己,eg：泡菜和牲畜的青贮饲料通过乳酸菌产乳酸对其他腐败菌的拮抗作用从而保证泡菜或青贮饲料的风味、质量和良好的保藏性能。,由拮抗微生物产生抑制或杀死其他生物生物抗生素。,微生物间的拮抗关系可为抗生素的筛选、食品保藏、医疗保健和动植物病害的防治等提供很多有效的手段。,功能,五、捕食,称猎食（predatism，predation）,一般指一种大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。,eg