极端环境微生物及其培养.ppt

极端环境微生物介绍 传统微生物培养方式的局限 极端环境微生物培养 讨论与展望 极端环境 极端环境微生物 极端环境微生物的研究意义 传统的微生物分离培养方法 传统微生物培养缺陷 通用培养基对大多数极端环境下难培养微生物(99%以上)没有选择性。 培养条件很难与自然条件一致。 对微生物领域认识的局限。 极端环境微生物的培养意义 通过实验室培养技术手段，实现极端环境微生物的可培养。 发现新的生物资源，是生物多样性开发和保护研究的重要方面。 研究其生理生化特征，为其将来能大规模应用奠定基础。 未可培养微生物的培养思想 极端环境微生物培养方法归纳 模拟自然环境分离获得纯培养。 采用荧光标记已探测菌基因，追踪分离。 极端营养研究，实现微生物分离培养。 Isolating “Uncultivable” Microorganisms in Pure Culture in a Simulated Natural Environment Cultivation of the ubiquitous SAR11marine bacterioplankton clade Michael S. Rappe, Stephanie A. Connon, Kevin L. Vergin Stephen J. Giovannoni Department of Microbiology, Oregon State University, Corvallis, Oregon 97331, USA Nature, 2002, Vol. 418, 630-633 研究过程 研究结论 SAR11细菌是目前发现的最小的细菌（0.01μm3）。 其与目前已知的?－蛋白细菌的最高相似度只有82％，是一类全新的物种。 与普通细菌相比，SAR11类细菌偏好于无机营养成分，而不是复合有机养料。 New Strategies for Cultivation and Detection of PreviouslyUncultured Microbes Bradley S. Stevenson,* Stephanie A. Eichorst, John T. Wertz, Thomas M. Schmidt, and John A. Breznak Department of Microbiology and Molecular Genetics, Michigan State University, East Lansing, Michigan Applied and Enviromental Microbiology, 2004, Vol. 70 4748–4755 结论与思考 不同的微生物之间的培养方法有极大的差异，因此对极端难培养微生物的培养不能“一刀切”。 在研究培养方法时要充分借鉴其原始的生活环境和生理条件。 现有的分子生物学探测微生物多样性方面仍可能存在缺陷，未知基因的存在？未知微生物存在的可能性？ 微生物本身生理情况？生长速度的局限？ 极端环境微生物培养之未来 极端环境微生物是一大类超越人们想象的丰富的未开发资源。 得到菌株，实现培养将为人类开发这资源提供更广阔的空间。 对其获得纯培养需要突破传统的分离观念，在方法学上下功夫。 某些特殊情况下纯培养是难以实现的，而共培养、共代谢是极端环境微生物培养的一个方向。 * * 极端环境微生物及其培养 主要内容 极端环境微生物 微生物的多样性表现在其生长环境，几乎整个生物圈环境，都有微生物存在。虽然大多数微生物只能在温和中性环境中生长，但有些微生物却能在特殊的环境中生存，例如高温、低温、高盐、高碱、高酸、高压、高辐射等环境。这些微生物由于适应特殊环境的结果，形成独特的机能、结构和遗传基因。这类微生物称为极端微生物(extremophiles)，因为具有特殊的基因类型、生理机制及代谢产物，是一群新型且具有很大开发潜力的生物资源……. 不同生物的pH极限 红色为古细菌，蓝色为细菌，浅绿色为藻类，棕色为真菌，黄色为原生动物，绿色为植物，紫色是动物。 不同生物的温度极限 红色为古细菌，蓝色为细菌，浅绿色为藻类，棕色为真菌，黄色为原生动物，绿色为植物，紫色是动物。 通俗的讲，极端环境微生物是指生长在极端环境下的一大类微生物。??? 它们偏好极端的环境，如高温，低温，高盐，极端pH，极端营养条件等等。 还包括一些能耐受极端条件，如强辐射，强毒性等一些非常规理化环境。 许多的极端环境微生物还生存在人类未能探知的环境。 Life in extreme environments. Lynn J. Rothschild Rocco L. Mancinelli Nature, 2001, Vol