微生物生态学生物群体的相互作用

微生物生态学生物群体的相互作用第1页第一节微生物间相互作用第二节微生物与植物之间相互关系第三节微生物与动物之间相互关系第四节微生物与人体相互关系微生物生态学生物群体的相互作用第2页第一节微生物群体之间相互作用1、微生物群体内不一样个体也存在正和负相互作用关键决定于群体密度一、微生物群体内相互作用微生物生态学生物群体的相互作用第3页群体密度生长速率正作用负作用在正和负相互作用中群体密度对生长速率综合影响微生物生态学生物群体的相互作用第4页2、微生物群体内正作用——合作(协同作用)接种量大小对延滞期影响(代谢产物、生长因子－群体感应)对底物降解、遗传物质交换、病原菌致病和对不良环境抵抗都存在协同作用（遗传物质接合交换需要高群体密度>105个细胞/ml;在群体密度低时候经过形成凝结块促进遗传物质交换:粪肠球菌受体细胞产生外激素(Pheromones),外激素诱导供体菌合成凝结素,使供受体形成凝结块有利于遗传物质交换.)经过信号传递到达协同作用,也是保护种延续有效路径。假如群体密度小，个体代谢产物不能得到合理使用，生长迟缓，生长率增加也迟缓；假如群体密度大，生长速率加紧。粘液菌纲柄菌属能够聚集到一个中心细胞上形成子实体而寻找食物，碰到有毒物质也可经过聚集作用避开伤害。微生物生态学生物群体的相互作用第5页3、微生物群体内负作用——竞争（1）对食物竞争；（营养物、光、空间和宿主）病毒和蛭弧菌竞争受体上空间（2）产生有毒物质进行竞争；土壤亚表面有机酸累积会使葡萄糖代谢受到抑制竞争结果造成生长率下降。E.coli中hok（host－killinggene）基因，编码一个多肽（Hok）能够破坏跨膜电位并造成细胞死亡，还有一个sok基因（suppressionofkilling），编码反义mRNA，阻断hok基因表示，细胞受到保护。微生物生态学生物群体的相互作用第6页二、不一样微生物群体间相互作用1、作用效应一方得益，另一方无影响；双方都得益；一方得益，另一方受害。微生物生态学生物群体的相互作用第7页2、相互作用种类（8种）作用名称作用结果群体A群体B互惠共生关系＋＋偏利共生关系0＋寄生关系＋－竞争关系－－协作关系＋＋捕食关系＋－中立关系00拮抗关系0或＋－0：无影响＋：正效应－：负效应微生物生态学生物群体的相互作用第8页（1）中立关系（Neutralism）所研究两个群体之间不存在任何关系代谢能力差异极大两个群体（互不影响）；群体密度很小两个群体(贫营养环境中不一样微生物群体)；一个微生物群体处于休眠状态，与其它微生物群体关系(其它群体产生一些酶来破坏休眠状态,重新相互作用)；不利于微生物旺盛生长环境条件（冰块中受冻结微生物群体）。微生物生态学生物群体的相互作用第9页微生物群体间在一个共同环境中生长，一方为另一方生长创造营养条件或改进其环境条件，而本身不受影响，这种彼此建立关系。（2）偏利共生关系（Commersalism）污泥中链状偏利共生关系甲醇某一微生物群体厌氧降解甲烷氧化菌甲烷有机酸甲醇菌多聚物有机酸利用菌微生物溶解无机盐,产生生长因子,降解一些毒素,富集重金属离子等,为其它微生物生长提供便利条件.微生物生态学生物群体的相互作用第10页共代谢（Co-metabolism）共代谢指在某种特殊底物上生长一个群体能顺便氧化第二种底物，而第二种底物不能作为这一个微生物群体碳源和能源。共代谢在污染环境中污染物降解过程起着很大作用。Eg:JacksonFoster观察到依靠石蜡烃生长诺卡氏菌,在加有芳香烃培养液中，对芳香烃含有氧化作用。微生物生态学生物群体的相互作用第11页（3）协作关系（Synnergism）指两个微生物群体生活在一起,相互赢利,但二者之间关系没有专一性,分开时能单独生活在各自自然环境中。（关系不紧密，其中一个群体可被其它群体取代）例：

纤维分解细菌，将纤维素分解为葡萄糖，提供给自生固氮菌作为碳源；

自生固氮菌，固定N2为NH3，提供给纤维素分解菌作为氮源。微生物生态学生物群体的相互作用第12页群体（1）化合物A化合物B化合物C能量＋末端产物群体（2）在微生物降解污染物和有毒物质方面有主要作用环己烷生长素诺卡氏菌假单胞菌代谢产物两个或两个以上微生物群体相互提供所需营养,这种群体之间相互作用叫做互营关系(Syntrophism)微生物生态学生物群体的相互作用第13页意义：使相关微生物群体共同参加某一个物质代谢过程。有机磷杀虫剂地亚农节杆菌和链霉菌共同生活才能完全降解;单独生活时,都不能矿化地亚农嘧啶环产物（无毒）微生物生态学生物群体的相互作用第14页鱼肝油青霉和白地霉经过协作关系共生时能降解除草剂敌稗，并去除毒性

鱼肝油青霉降解敌稗为丙酸和3,4-二氯苯胺，并能利用丙酸为能源和碳源，但不能深入分解有毒3,4-二氯苯胺

白地霉不能分解敌稗，但能把3,4-二氯苯胺分解成四氯偶氮苯（毒性小很多）所以，敌稗存在时,两种真菌刺激生长，不然会争夺有限营养资源。微生物生态学生物群体的相互作用第15页（4）互惠共生关系（Mutualism）两种生物紧密生活在一起，形成共生体后交换生命活动产物，形成相互依存、缺一不可关系。（不可替换性）最有名例子:地衣藻类(蓝细菌)与真菌共生体光合作用,碳水化合物保护作用,生长因子、无机盐地衣微生物生态学生物群体的相互作用第16页地衣lichens真菌：子囊菌、担子菌；藻类：绿藻；蓝细菌：念珠藻能够抵抗不良环境（岩石表面）产生有机酸溶解无机盐一些能够固氮（固氮蓝细菌）检测大气中二氧化硫(二氧化硫抑制藻类生长)地衣生理功效:微生物生态学生物群体的相互作用第17页厌氧沼气发酵中电子传递互惠共生关系MBCO2CH4CH3COOHCH3CH2OHHCO3-HCOOHDVMFDV:脱硫弧菌MF:甲酸甲烷杆菌MB:巴氏甲烷八叠球菌CH4H2O微生物生态学生物群体的相互作用第18页（5）竞争作用（Competition）两个或多个群体共同依赖同一个生长基质或环境条件，结果使一方或双方群体大小或生长率受限制现象。(竞争包含对生存空间和食物竞争)竞争排斥:即强者生存，弱者淘汰（主要）；（草履虫和双小核草履虫，后者生长速率快，竞争获胜）(毒素、光、温度、pH、氧气)竞争共存:如海洋中嗜冷细菌（0～5℃生长）和低温细菌（5℃以上生长）能生活在一起，因为海洋温度不停改变，两种菌交替适温生长率最高。微生物生态学生物群体的相互作用第19页在一个环境中，一个群体产生代谢产物使共处另一群体生长受抑制，而本身不受影响，这种关系称为拮抗。（6）拮抗作用（Amensalism）拮抗物质：乳酸等有机酸、氧化S产生硫酸、消耗O2产生CO2、抗生素等微生物生态学生物群体的相互作用第20页非特异性拮抗关系特异性拮抗关系如：酸牛奶、酸泡菜，乳酸菌生长，产生乳酸而抑制其它微生物生长，以防腐败并保持风味。如：抗生菌产生抗生素能专一抑制某类微生物生长。青霉素～G+，链霉素～G-头孢霉菌是小麦致病菌，能够在死亡小麦组织中生长并分泌抗真菌物质，阻止其它真菌在这种组织中生长。微生物生态学生物群体的相互作用第21页（7）寄生关系（Parasitism）寄生物从宿主群体中获取营养物，而寄主受害关系。寄生物包含病毒、细菌、真菌、原生动物，寄主包含细菌、真菌、原生动物和藻类。意义：寄生物对于控制宿主群体大小和节约自然界微生物所需营养物起着很大作用。寄生物和寄主之间关系含有特异性。微生物生态学生物群体的相互作用第22页外寄生内寄生超寄生蛭弧菌寄生于G-菌细胞壁和质膜之间。专性寄生：如病毒是绝对专性寄生于寄主细胞内；兼性寄生：如棉花枯萎病（真菌入侵棉花根部，兼性寄生，也可腐生）病毒又寄生于蛭弧菌上微生物生态学生物群体的相互作用第23页（8）捕食作用（Pr