微生物生態(tài)第八章本章提綱生態(tài)系統(tǒng)概念及特點(diǎn)。植物根際與根際微生物。植物與微生物的關(guān)系。微生物間的相互關(guān)系。微生物生態(tài)學(xué)是研究處于環(huán)境之中的微生物，和與微生物相聯(lián)系的物理、化學(xué)和生物等環(huán)境條件，以及它們之間的相互關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)是由英國生態(tài)學(xué)家坦斯列于1935年最先提出的。美國生態(tài)學(xué)家Odime給生態(tài)系統(tǒng)的定義較完整。生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）：是指生物群落與其生存環(huán)境之間，以及生物群落內(nèi)生物之際密切聯(lián)系，相互作用，通過物質(zhì)交換、能量轉(zhuǎn)化和信息傳遞，成為占據(jù)一定空間、具有一定結(jié)構(gòu)，執(zhí)行一定功能的動(dòng)態(tài)平衡整體。生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的核心是生物群落。生物群落具有自我維持、修補(bǔ)和重建的能力，因而生態(tài)系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)，可以自我維持，系統(tǒng)在生物于環(huán)境的作用下總是趨向平衡。并通過自我調(diào)節(jié)和外部控制不斷進(jìn)行演化，使這一整體成為相對穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)外界條件發(fā)生變化時(shí)，微生物群落往往通過改變?nèi)郝涞慕Y(jié)構(gòu)來適應(yīng)新的環(huán)境條件。微生物生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)（2）在微生物生態(tài)系統(tǒng)的生物群落中，通常包含兩類微生物，一類是優(yōu)勢種，即具有大量個(gè)體，但微生物的種類少；另一類是微生物的個(gè)體數(shù)量少，但種類多。前者是這一生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)流和能量流的主要作用者；后者是群落生物多樣性的主要體現(xiàn)者。群落微生物種的多樣性是其具有穩(wěn)定性的主要因素。二、微生物在自然界中的分布微生物在空中分布空氣是傳播微生物的重要介質(zhì)空氣中微生物的種類和數(shù)量特點(diǎn)：一般是陸地上空＞海洋，城市上空＞農(nóng)村，近地面空氣＞高空空氣。地點(diǎn)微生物數(shù)量（個(gè)/ｍ3空氣）北極(北緯80°)0海洋上空1～2市區(qū)公園200城市公園5,000宿舍2,000畜舍1,000,000～2,000,000不同地點(diǎn)空氣中的微生物數(shù)量

以細(xì)菌總數(shù)評價(jià)空氣的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（日本）

清潔程度細(xì)菌總數(shù)CFu·m-3最清潔空氣1-2清潔空氣<30普通空氣31-125臨界環(huán)境150輕度污染<300嚴(yán)重污染>301極端環(huán)境下微生物的研究意義①開發(fā)利用新的微生物資源，包括特異性的基因資源；②為微生物生理、遺傳和分類乃至生命科學(xué)及相關(guān)學(xué)科許多領(lǐng)域，如功能基因組學(xué)、生物電子器材等的研究提供新的課題和材料；③為生物進(jìn)化、生命起源的研究提供新的材料。

水體微生物

——淡水微生物一般湖泊、池塘和江河的營養(yǎng)豐富，能滿足許多微生物的需要。天然水體的溫度一般變幅為0～36℃之間。在流水生境中氧氣能不斷溶入水中并混勻，靜水中僅表層溶解氧較多，底層較少。淡水的pH值變幅從3.7到10.5，多數(shù)為6.5～8.5，因而適合于多數(shù)水生微生物的生長。影響淡水微生物分布的因素有機(jī)物含量；度；水的深度；日光與水體的溶解氧量海洋環(huán)境（特點(diǎn)）有機(jī)質(zhì)等營養(yǎng)物含量低、含鹽量高和溫度低。海水的ｐH值多為堿性（8.3～8.5），100ｍ以下的溫度為0～5℃，表層的溫度變化也不超過35℃。海洋微生物具有耐壓、嗜冷和低營養(yǎng)要求的特點(diǎn)。土壤土壤剖面結(jié)構(gòu)與微生物的分布（見P191表8－1）。土壤礦物質(zhì)顆粒按大小分為砂礫、粉粒、粘粒。其中粘粒的理化性質(zhì)最活潑，與微生物關(guān)系最密切。土壤顆粒組成的微環(huán)境土壤中的微生物典型花園土壤不同深度每克土壤的微生物菌落數(shù)/CFu深度/cm細(xì)菌放線菌*真菌藻類3-81190002500020-2524500050000500035-40570000490001400050065-751100050006000100135-1451400——3000——三、植物根際與根際微生物四、微生物與高等植物間的共生關(guān)系菌根（mycorrhizae）菌根是真菌(擔(dān)子菌和子囊菌)與植物形成的特殊共生體。根據(jù)其形態(tài)和解剖學(xué)特征，可分為外生菌根、內(nèi)生菌根和內(nèi)外生菌根3種類型。外生菌根大多數(shù)外生菌根真菌是廣譜性寄主真菌，能同很多種植物形成外生菌根；少數(shù)為專性寄主真菌，只能同幾種植物形成菌根。如小牛肝菌只同落葉松屬樹種形成菌根。外生菌根主要見森林樹木。天麻（外生菌根）：真菌為密環(huán)菌；蘭科植物其真菌為密環(huán)菌，蘭草需帶土栽培。

內(nèi)生菌根內(nèi)生菌根的菌絲體主要存在于根的皮層中，在根外較少。內(nèi)生菌根又分為兩種類型，一種是由有隔膜真菌形成的菌根，另一種是無隔膜真菌所形成的菌根，后一種一般稱為VA菌根，即“泡囊-叢枝菌根”，內(nèi)生菌根主要存在于草、林木和各種作物中。共生固氮根瘤菌與豆科植物共生固氮；蘭克氏放線菌與非豆科木本植物的共生固氮。RootNoduleBacteriaandSymbiosiswithlegumesSoybeanrootnodulesUnnodulatedsoybeanNodulatedsoybeanCKSpr4-5根瘤形成過程的主要步驟特定的根瘤菌與相應(yīng)的豆科植物相互辯認(rèn)使根瘤菌特異地吸附在根毛上二者相互作用使根毛變形，主要表現(xiàn)卷曲或分枝細(xì)菌進(jìn)入根內(nèi)形成侵入線侵入線發(fā)展，進(jìn)入根皮層后導(dǎo)致一部份細(xì)胞轉(zhuǎn)化為分生組織，細(xì)胞分裂和分化，根瘤開始發(fā)育根瘤菌從侵入線內(nèi)釋放到根瘤細(xì)胞中繁殖，而后轉(zhuǎn)化成類菌體形態(tài)豆血紅蛋白出現(xiàn)，固氮作用開始。Rhizobiumnodulesonapearoot微生物引起的植物病害植物病原真菌。如：由半知菌引起的植物病害有棉花炭疽病、立枯病和黃萎病，水稻的稻瘟病和紋枯病等；植物的細(xì)菌性病害。如：引起水稻白葉枯病的水稻黃單胞菌。植物的病毒性病害。如：煙草花葉病毒是最早被發(fā)現(xiàn)的病毒，流行時(shí)常可使產(chǎn)區(qū)烤煙減產(chǎn)25％。五、微生物之間的相互關(guān)系互生關(guān)系

互生關(guān)系：兩種微生物都可以單獨(dú)生活，當(dāng)生活在一起時(shí)，比單獨(dú)生活的好，但二者不形成共生組織(生命整體)的關(guān)系。如：土壤中的纖維素分解菌分解纖維素成葡萄糖和有機(jī)酸，為自生固氮菌提供了碳源和能源，后者從空氣中固定的氮素又能為纖維素分解菌提供氮素營養(yǎng)，一方面消除了有機(jī)酸對纖維素分解菌自身所造成的不利影響，另一方面加強(qiáng)了對纖維素的分解能力。共生關(guān)系：指兩種微生物在一起生活，互相提供必要的生活條件，彼此依賴，形成一個(gè)在形態(tài)上具有共同結(jié)構(gòu)，而在生理上卻相互分工，互換生命活動(dòng)產(chǎn)物的生存關(guān)系。如將二者分開，各自都生活不好。此可視為互生關(guān)系的高度發(fā)展。藻類或藍(lán)細(xì)菌與真菌共生所形成的地衣是共生關(guān)系的典型代表。共生關(guān)系競爭關(guān)系：多種微生物共同生活于一個(gè)環(huán)境中時(shí)，或因一種微生物優(yōu)先利用有限養(yǎng)料，致使另一種微生物養(yǎng)料缺乏，生長發(fā)育受阻；或因一種微生物生長迅速，占領(lǐng)基質(zhì)表面和充斥空間，使另

一種微生物無處容身而生長受抑。競爭導(dǎo)致優(yōu)勢種群的勝利和劣勢種群的淘汰。競爭關(guān)系寄生是一種微生物生活在另一種微生物表面或體內(nèi)并對后者產(chǎn)生危害的相互關(guān)系。在這一關(guān)系中前者稱為寄生物，后者稱為寄主。如粘細(xì)菌常能