第三章 海洋微生物-新.ppt

2. 与珊瑚共附生 虫黄藻与造礁珊瑚共生 虫黄藻：单细胞微藻，涡鞭毛藻的一种。数量庞大，106个/cm2。位于珊瑚的肠皮层细胞内，很难分离培养 作用：营养的互给、促进珊瑚虫石灰质骨骼的形成、决定珊瑚虫的扩展方向和珊瑚的垂直分布 在珊瑚的组织匀浆和珊瑚分泌的黏液中存在丰富的共生细菌，组织匀浆以?-变形细菌为主，黏液中以?-变形细菌为主 共生细菌在珊瑚生长发育中扮演着重要的角色，但共生机制还不清楚 3. 与深海热泉口无脊椎动物共附生 深海热泉口生态系统中的微生物是初级生产者（化能自养菌，还原H2S、CH4、NH3生长），为共生的宿主动物提供营养和能量（糖类等碳水化合物）。宿主动物为其提供稳定的生存环境和所有化学合成原料（S，O2，CO2） 宿主动物具有独特的可溶性血红蛋白，对H2S有强吸附力，可直接将H2S运往硫细菌寄生的器官，避免自身中毒 4. 与海洋发光动物共附生 生活在宿主表面特殊的腺体和穴道中，可发光 发光假说：发光细菌体内有荧光素酶，使荧光素在体内发光；体内有发光物质，该物质被排出细胞后氧化发光 从宿主体内获得营养，宿主以发光细菌为光源进行防卫和进攻、或作为通讯工具来寻找配偶 夏威夷短尾鱿鱼（Euprymna scolopes）与发光细菌（Vibrio fischeri）高度专性共生：其腹部发出的光与月光相似，便于伪装防卫。新生幼体数小时内即能从周围海水中获得共生菌，共生菌附着繁殖并发光，成体每天能通过挤出发光器官的一些内含物以驱逐90%的细菌。 二、海洋微生物与植物的共附生 与大型海藻的共附生 包括褐藻、红藻、绿藻等 约1/3海洋真菌与藻类有共附生关系，主要是子囊菌 多种细菌也与大型海藻共生，包括噬纤维菌、黄杆菌、拟杆菌等 共附生微生物对大型海藻的作用 提供营养或营养竞争 海藻代谢物对其共附生微生物有一定的选择性；微生物利用海藻的有机物生长繁殖，又分泌代谢物为海藻提供营养（维生素等）；有时两者竞争无机营养，或产生拮抗作用 影响大型海藻的形态 共附生菌产生化合物（类似于植物生长激素）调控海藻形态 无菌培养的海藻会发生形态变异现象 调控其他生物在大型海藻表面的附着 共附生菌形成的生物膜吸引或限制某些生物在海藻表面附着 对大型海藻进化的影响 海藻细胞中的质体（如叶绿体）是由共附生菌进化而来 2. 微生物与红树的共附生 红树：热带和亚热带地区河口及海湾的一种沿海沼泽的常绿灌木植物群，一般生长在潮汐与海浪比较弱的海湾里。富含“单宁酸”，被砍伐后氧化变成红色。全球约有80个品种：蜡烛果、秋茄、木榄、白骨壤、海漆、海榄和银叶树等。 固氮微生物 固氮作用，向植物根部提供无机氮，促进红树生长发育 溶磷微生物 为红树植物提供可溶性磷 内生真菌 丛枝菌根真菌，增加植物对磷和其他微量元素的吸收，增强植物的抗旱、抗病、抗盐碱及促进土壤团粒结构形成； 非菌根内生真菌促进植物吸收利用磷等营养元素 一、 嗜热微生物 1. 嗜热微生物的特点 耐热菌Tmax：45-55oC，室温可生长 兼性嗜热菌Tmax：50-65oC，室温可生长 专性嗜热菌Topt：65-70oC，40oC以下几乎不生长 极端嗜热菌Topt：65oC，Tmin40oC 超嗜热菌Topt：80-115oC，Tmin≌55oC ●深海热泉附近存在的 管形蠕虫—细菌的共生体 (线状物为自养细菌:在丙酮酸存在时以硫化物为电子受体) 2. 嗜热微生物的耐热机制 细胞膜 含很多结构特殊的复合类脂（甘油脂肪酞二脂），高温时长链分支饱和脂肪酸含量增加，获得高熔点，使细胞膜耐受高温 DNA螺旋及RNA稳定性 DNA的GC含量高，核苷酸排列有序，碱基堆积力高，双螺旋稳定；RNA转录后修饰程度高，热稳定性高，组蛋白与核小体聚合成四聚体或八聚体 嗜热酶 富含热稳定性高的氨基酸（Ile, Pro, Glu等)，有更高的结构柔性 嗜热酶 聚合酶链式反应PCR 系统：模板，引物　dNTP，Taq酶，缓冲液，Mg2+ 反应条件 　 变性（94-95 ℃ ） 　 退火（35-65 ℃ ） 　 延伸（72℃） 分离自水生栖热菌 Thermus aquaticus 3. 嗜热微生物的应用 食品工业 嗜热性脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、糖化酶用于食品加工 造纸工业 热稳定性的木聚糖酶漂白纸浆，分解半纤维素 洗涤剂工业 工业去油污一般在高温下，嗜热蛋白酶、脂肪酶纤维素酶等可用作去污剂的添加剂 环境保护 污水及废物处理，嗜热酶对有机溶剂有抗性，用于高温去除有机烷类污染物。 二、嗜冷微生物 嗜冷微生物的特点 耐冷菌：Topt1