农业微生物的应用

农业微生物AgriculturalMicrobiology

绪论第一章：原核微生物第二章：真核微生物第三章：非细胞生物（病毒和亚病毒）第四章：微生物的营养和培养基第五章：微生物的新陈代谢目录第六章：微生物的生长及其控制第七章：微生物的遗传变异和育种第八章：微生物的生态第九章：传染与免疫第十章：微生物的分类和鉴定目录绪论Introduction

第一节：微生物Microorganism第二节：微生物学Microbiology

绪论第一节：微生物（Microorganism）一、微生物的概念二、微生物与人类、特别是农业的关系三、微生物的命名法四、微生物的共同特点绪论一、微生物的概念

微生物是一类形体微小、单细胞或个体较为简单的多细胞，甚至无细胞结构的低等生物的总称。

简单地说是人们对肉眼看不见的或看不清楚的微小生物的总称。

根据细胞结构的有无可分为细胞结构微生物（原核和真核）和非细胞结构微生物（病毒、类病毒）。绪论第一节哪些是微生物？这些都是微生物

约在17世纪，林奈（Linnaeus,1707－1778）提出生物可以划分为；植物动物

18世纪，由于显微镜制造上的发展，人类发现在自然界还存在许多肉眼看不清的微小生物。

1866年，海格尔（E.H.Haeckle）提出将生物分为植物界、动物界和原生生物界。原生生物界是由低等生物组成（微生物）。生物界植物界动物界

原生生物界

20世纪40年代，依靠电子显微镜，人类发现所有生物的细胞核可区分为二类，即真核和原核。在原生生物界中，有真核的生物，也有原核的生物，因此海格尔提出的原生生物界实际上包括了在进化上相差很远的生物种类。

1969年，R.H.Whittaker提出了将生物分为五界：生物界植物界动物界

原生生物界真菌界细菌界生物六界生物界植物界动物界

原生生物界真菌界原核生物界病毒界1989年,卡瓦里—史密斯(Cavalier-Smith)提出了八界系统,即古细菌界,真细菌界,古真核生物界,原生动物界,藻界(Chromista),植物界,真菌界和动物界.

Woese和Wolfe（1970）在对代表性的细菌类群的16SrRNA的碱基序列进行比较研究后发现产甲烷细菌(methanogens)与其它细菌（或称为真细菌，eubacteria）有明显的区别，进一步的研究又发现极端嗜盐细菌(extremehalophiles)和嗜热酸细菌（thermo-acidophiles）的16SrRNA谱也与产甲烷细菌相似。这三类细菌在厌氧、高温和强酸的条件下生活，与地球上生命出现初期的环境相似，因此将它们命名为古细菌。

根据上述研究结果，1978年由Whittaker

和Margulis

提出了著名的3原界(Urkingdom)学说。该学说认为，在生物进化的早期，各种生物存在一个共同祖先，由这一共同祖先分3条路线进化，形成了3个原界，既古细菌原界、真细菌原界和真核原界。古菌原界：产甲烷细菌、极端嗜盐细菌和嗜热酸细菌真细菌原界：蓝细菌和除古细菌外的其它原核生物真核原界：原生生物、真菌、动物和植物

微生物包括全部古菌原界，真细菌原界和真核原界中的真菌、单细胞藻类和原生动物，以及非细胞形态的病毒。微生物不是生物分类学上的单位。Bacteria(细菌）Cyanobacteria（蓝细菌）Actinomycetes(放线菌）Molds(霉菌)Yeast(酵母菌）二、微生物与人类，特别是农业的关系

（4）引起水华和赤潮微生物的作用绪论第一节微生物引起人类病害微生物引起动植物病害，食品腐败生产食品生产药物污水处理

微生物与农业和畜牧业Microbiology微生物饲料农用抗菌素生物农药生物菌肥微生物蔬菜微生物饲料

菌体蛋白饲料饲料酵母维生素饲料发酵饲料青贮饲料饲料生物添加剂Microbiology微生物饲料

某些微生物能够产生具有抑制或杀死植物病原菌的物质,该物质称农用抗菌素。

Microbiology农用抗菌素农用抗菌素

细菌农药真菌农药病毒农药生物农药微生物肥料细菌肥料（如根瘤菌肥、固氮菌肥、解磷菌类肥料、硅酸盐菌类肥料）放线菌肥料（如抗生菌肥料）真菌类肥料（如菌根真菌）复合（或复混）微生物肥料解磷菌类肥料、硅酸盐菌类肥料降解农药增加土壤肥力三、微生物的命名（Linnaeus双名法）学名=属名（名词）+种名（形容词）

属名规定了微生物的主要形态特征、生理特征等，种名往往补充说明微生物的颜色、形状、用途等。如：黑曲霉Aspergillusniger注意：学名在书写时要用斜体字，属名第一个字母大写，种名要小写。如大肠杆菌（EscherichiacoliCastellaniandChalmers

）.如果没有鉴定到种时，可只写属名，也可在其后加sp.或ssp.如芽孢杆菌属(Bacillus)或（Bacillusssp.)绪论第一节四、微生物的共同特点1体积小，面积大

2吸收多，转化快

3生长旺，繁殖快

4适应性强，易变异

5分布广，种类多绪论第一节

1、体积小，面积大

微生物的共同特点1比面值：某一物体单位体积所占有的表面积称为比面值（surfacetovolumeratio)比面值=表面积/体积

=4πr2/(4/3)πr3

=3/r微生物的描述单位：细菌及霉菌用微米μm、病毒一般用纳米nm边长体积表面积比面值1.0cm16cm261.0mm103

60cm2600.1mm106

600cm26000.01mm109

6000cm260001.0μm1012

6m2600000.1μm1015

60m26000000.01μm1018

600cm26000000绪论第一节2、吸收多，转化快

微生物的共同特点2

吸收、转化物质速度极快。酵母菌：1公斤每天可发酵几千公斤糖生成酒精。乳酸菌：(发酵乳糖的细菌)每1小时产乳酸是其体重的1000～10000倍。

3、生长旺，繁殖快

微生物的共同特点3

生长最快的动物肉仔鸡：生长周期要二个月。大豆：生长周期至少100天。大肠杆菌（E.coli）在适宜条件下37℃时的世代时间为18min，每24h可分裂80次，即增殖数为280=1.2×1024=5000吨在发酵工业上，利用微生物的这一特性可以大大提高生产效率，缩短发酵周期。在生物学基本理论的研究上，微生物具有极大的优越性，研究周期短，空间需求少，经费消耗低，产生效率高。4、适应强，易变异微生物的共同特点4

营养来源广泛：“无论多高明的化学家，只要他合成一种化合物，无论这种合化物多么复杂，自然界早就存在能分解这种化合物的微生物。”不受地理、季节、气候等自然条件的限制。从无机物到有机物；从无毒物到有毒物；从结构简单到结构复杂的物质，微生物都能利用和降解。

微生物有极其灵活的适应性，这是高等动植物无法比拟的，诸如抗热性、抗寒性、抗盐性、抗酸性、抗压力等能力。例如：在海洋深处的某些硫细菌可在250℃-300℃之间生长；嗜盐细菌可在饱和盐水中正常生长繁殖；Thiobacillusthiooxidans(氧化硫杆菌)在pH1-2酸性环境中生长。Bacillus.sp.(未定名)的芽孢在琥珀内蜜蜂肠道中已保存了2500万年--4000万年。

微生物的自然变异频率可达10-5~10-10

，变异可涉及到任何形状，形态构造，代谢途径，生理特性，抗原抗性，产物种类，产物数量等容易发生变异：（实例）

产黄青霉：生产青霉素的菌种1943年：生产能力20U/ml现在：生产能力5万单位/ml甚至更高。

20世纪40年代：10万单位/每个病人每天现在：100万单位/每个病人每天（即便是新生儿40万单位/每个病人每天，严重时可达到上千万单位，甚至上亿）

5、种类多，分布广

微生物的共同特点5动物：150万种，植物：50万种微生物每年仍有几百上千的新种在被发现，估计数目在50万至600万种之间。

原核生物：3500种病毒：4000种

20多万种：真菌：9万种原生动物和藻类：10万种

（1）种类多5、种类多、分布广

微生物的共同特点5（2）分布广

在生物圈的每一个角落都有微生物踪迹。如：人体体腔（100-400种），其中数量最多的是（脆弱拟杆菌），万米深海的硫细菌，85公里高空的微生物；地层下128米和427米的沉积岩中的细菌。绪论第一节地点微生物数量（个/m3)空气北极（北纬80℃）0～1海洋上空1～2市区公园200城市街道5,000集体宿舍20,000畜舍1,000,000～2,000,