噬菌体疗法概论职业教育医学生物技术专业教学环境因子对噬菌体与宿主相互作用的影响及其机制一讲解.pptx

职业教育医学生物技术专业教学资源库环境因子对噬菌体与宿主相互作用的影响及其机制一噬菌体疗法概论

环境因子对噬菌体与宿主相互作用的影响及其机制一、环境因子对噬菌体的影响自然界中的噬菌体数量庞大，广泛存在于宿主菌存在的各种环境中。以海洋环境为例，据科学统计和估算，海水中噬菌体的平均密度为10?~107个/mL。在海洋中每秒大约有1023个微生物被噬菌体感染。海洋环境持续的病毒(噬菌体)生产对所有营养级别的海洋生物施加了强大的压力。从生物地球化学循环角度来看，病毒感染可以去除浮游植物通过光合作用固定的高达26%的碳，并且每天在海洋中去除20%～50%的细菌储存量。

环境因子对噬菌体与宿主相互作用的影响及其机制一、环境因子噬菌体的影响当环境中营养资源有限时，病毒的这种“能量分流”作用意义更大，如在贫营养海水中，病毒通过感染去除最具竞争力和优势的分类群，使竞争力较弱的微生物得以生长并保持多样性。从生态系统的角度来说，噬菌体与宿主菌之间的相互作用与生态系统的物质循环和能量流动密切相关；系统中的环境因子也可以通过影响噬菌体与宿主菌的相互作用从而影响二者在环境中的分布，本节将从机制层面解析环境因子如何影响噬菌体与宿主菌的分布。

环境因子对噬菌体与宿主相互作用的影响及其机制（一）r和K两种模式二、环境因子影响噬菌体的r选择和K选择在生态学上，不同生存环境下的种群繁殖有r选择和K选择两种模式。r选择的物种被称为r-策略者，是新生境的开拓者，但存活要靠机会，所以在一定意义上它们是“机会主义者”；K选择的物种被称为K-策略者，是稳定环境的维护者，在一定意义上，它们是“保守主义者”,当生存环境发生灾变时，很难迅速恢复，如果再有竞争者抑制，就可能趋向灭绝。噬菌体和宿主菌存在于r选择和K选择的连续体中。

环境因子对噬菌体与宿主相互作用的影响及其机制（一）r模式二、环境因子影响噬菌体的r选择和K选择多数r选择的噬菌体具有高毒力、大裂解量，并且可以迅速裂解细菌，其响应于短暂的有利条件并且快速生长。在噬菌体与宿主菌的分布问题上，选择不同生存策略的噬菌体将塑造不同结构的细菌群落，而噬菌体对于生存策略的选择并不是一成不变的，而是受到环境因子的广泛影响。在营养物质充足、能量流动不阻滞的生态系统中，噬菌体倾向于r选择，即通过感染环境中最具优势的细菌迅速繁殖，产生大量的子代噬菌体。

环境因子对噬菌体与宿主相互作用的影响及其机制（一）K模式二、环境因子影响噬菌体的r选择和K选择在营养物质贫瘠的生态系统中，噬菌体更倾向于K选择，即通过将自身基因组整合到宿主菌的基因组上成为溶原状态，进而与宿主共同进化，维持相对稳定的状态。前噬菌体在细菌代谢中不仅可以抑制他们自己的裂解基因，而且可以抑制宿主代谢过程中不必要的和浪费的基因。这种“代谢节约”使宿主(和前噬菌体)能够在不利条件下存活，直到环境因子报告细胞生长条件已经改变。因此，前噬菌体不仅仅是危险的分子“定时炸弹”,可以导致细胞死亡，同时也是贫营养海洋中细菌存活的关键。

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