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[理学]2 海洋细菌
1 海洋微生物的特征 1.1 海洋细菌的定义 一类细胞无核膜、核仁,DNA不形成染色体,无细胞器,不能进行有丝分裂,以二等分裂为主的原核微生物。 1.2 海洋微生物特征 (1)一般特征:个体直径一般在1微米以下,呈球状、杆状、螺旋状或分枝丝状;具有坚韧的细胞壁;能游动的种以鞭毛运动。是海洋微生物的一大类群,是海洋微生物学的主要研究对象。 近岸海水中存在着众多暂时生长在海洋环境中的陆生细菌。 海洋细菌特指那些只能在海洋中生长与繁殖的细菌。一般来说,具有以下三个基本特征。 (2) 海洋微生物的主要特征 至少在开始分离或初期培养时要求生长于海水培养基中; 生长环境中需要氯或溴或其中之一元素存在; 需要生活于镁含量较高的环境中。 2 种类组成 最常见的海洋细菌有假单胞菌属、弧菌属、无色杆菌属、黄杆菌属、螺菌属、微球菌属、八叠球菌属、芽孢杆菌属、不动杆菌属和发光杆菌属。 海洋细菌生长慢。对糖的分解能力弱,对蛋白质的分解能力强;产生色素的较多。 一般来说,在海水中革蓝氏阴性杆菌占优势。在远洋沉积物中革蓝氏阳性球菌占优势。芽孢杆菌在海水中少见,但在大陆架沉积物中常见。球菌在海水中少见,能游动的杆菌和弧菌在海洋细菌中占优势。 3 海洋细菌的特性 3.1 嗜盐性 海洋细菌最普遍的特性;能耐受高渗透压。一般可以在2.0-4.0%的盐分浓度中生存,最适盐浓度为3.3-3.5%。钠离子是海洋细菌生长所必须的,镁具有维持细胞膜的功能的作用。 3.2 嗜冷性 绝大多数海洋细菌具有在低温下生长的特性。中温细菌,虽然其最适生长温度在20度左右,但可在0-5度下缓慢生长,称耐冷细菌。嗜冷细菌是指那些在0度附近能够生长,最适生长温度不超过15度,最高生长温度不超过20度的细菌。主要分布在极地、深海和高纬度的海洋中。 海洋细菌对温度的耐受程度,同其所处环境的盐度可能存在着一定的关系。 3.3 嗜压性 水深每增加10米,其静水压力约增加1kg/cm2。深海海底要承受约380-1100 kg/cm2的压力。压力增加导致一系列物理化学的复杂变化,包括pH值、水的结构和气体溶解度的变化,防碍了浅海和陆源细菌在深海中的生长。 嗜压细菌:具有适应高压并生长代谢的能力,高压下可保持酶系稳定,正常压力下失活。核糖体具有独特性,脂肪酸对于生长是必要的。细胞的形态在高压下可发生变化。 耐压细菌,可在常压和高压(600 kg/cm2 )均能生长的细菌。 嗜压菌和耐压菌均为低温环境的细菌,耐压程度与其所处的温度有一定的关系。现在分离到的海洋嗜压细菌都是革兰氏阴性假单胞菌。 嗜热嗜压细菌:栖息在自深海海底喷出的、处于还原状态的热水中。大多为古细菌,最高生长温度在110度,80度以下不能生长。 3.4 低营养性 在分离浮游性海洋细菌时忌用营养丰富的培养基。细菌多呈球形,可通过0.45微米的滤膜,但在培养基上不能生长。 贫营养细菌:也称寡营养菌,可在可溶性有机碳1-15mg/L的条件下生长的细菌。 3.5趋化性和附着生长 大多具有运动能力,可沿某种化合物的浓度梯度而移动,海洋中各种固体表面和不同性质的界面上却积聚着相对丰富的物质,可为海洋细菌的生长繁殖提供较为优越的微环境。 3.6发光性 少数海洋细菌具有发光的特性,主要是发光杆菌属和射光杆菌属。发光细菌只有在条件适宜时才发光。在含2-3%的氯化钠的培养基上才有可能发光。 4 海洋细菌的分布 外海:表层海水中因含有大量的有机物,细菌密度增加,随深度增加,水温降低,压力增加,细菌密度逐渐增大,在水、泥交界面,细菌数目又有回升。 水平分布:沿岸因营养盐丰富而数量多些,随离岸距离的增大,而菌数减少。内湾和河口密度最大 垂直分布:随深度的增加而逐渐减少。 培养法:约100-1000个,有时超过10万个,在深海海水中有时一个也分离不到。底泥中约100到10万个, 直接计数,一般为1百万个/毫升。 5 海洋细菌的采集和分离 5.1 采样器: 击开氏采水器:适用于500米以内的海区。 Niskin采水器: 无专用的采泥器:大洋型采泥器、小型底栖柱状采泥器和地质取样管。可用无菌解剖刀采集其中的目的成分 5.2 水样处理 加入少量的表面活性剂(吐温80,5*10-6 W/ V),降低介质表面张力,分散聚集的菌团分散。然后进行系列稀释。 5.3 培养基(参考文献:海洋生物技术原理和应用) 佐贝尔(ZoBell)2216E培养基:好氧异养细菌 组分(%,W/ V):蛋白胨0.5,酵母膏0.1,磷酸铁0.01,琼脂1.5,陈海水100毫升,pH7.6-7.8。最常用 Simidu培养基;好氧异养细菌 硫酸盐还原菌培养基 光合细菌培养基好氧异养细菌 发光细菌培养基 海洋弧菌选择性培养基 微藻培养基 5.4 细菌分类和鉴定依据
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