第八章微生物的生态Section1微生物在自然界的分布与菌种资源的开发一、微生物在自然界中的分布营养物质土壤是微生物良好的生活场所真菌藻类和原生动物土壤中各种微生物含量细菌（～108）＞放线菌*（～107）＞霉菌*（～106）＞酵母菌（～105）＞藻类（～104）＞原生动物（～103）微生物的水域环境细菌总数不得超过：100个/毫升空气干燥，不利于微生物生命活动不是微生物生长繁殖的场所但却飘浮着相当数量的微生物，来自地面、动植物、尘土。（四）极端环境下的微生物二、菌种资源的开发1、采集菌样现以从土壤中筛选抗生素产生菌为例来介绍采样中必须考虑到的几个问题。（3）采土方法选择好适当地点后，用小铲子除去表土，取5～20cm处的土样几十克，盛入事先灭过菌的防水纸袋内。采好的土样应尽快分离。在采土的时候，一个地区采土的点不能太少，否则就不能代表该地区的微生物类群。2、富集培养例如，通常可在土壤中加入一些石油以促使其中少数能利用石油作碳源的微生物数量剧增；又如，在土样中加入纤维素也可以富集纤维素分解微生物，等等。但是，这类富集方法，一般不适用于分离能产生某些物质的微生物。例如，不可能把谷氨酸加入到土壤样品中去，以使产谷氨酸的微生物大量繁殖。不过，如果我们已知道所要分离微生物的某些特殊生理特性，也可以采用有利于这种微生物而不利于其他无关微生物的营养和培养条件，以达到富集培养的目的3、纯种分离、筛选菌种的初筛分离得到的菌种，需要进一步筛选选择产物合成能力较高的菌株。生产性能的测定即通过初筛和复筛来确定。初筛：从分离得到的大量微生物中将具有目的产物合成能力的微生物筛选出来的过程。方法：1、平板筛选例：水解酶菌株在培养基中加入该酶的底物作为唯一的碳源或氮源，适温培养后根据水解圈和菌落的大小来判断产酶活力的大小。2、摇瓶发酵筛选接近发酵条件，易于扩大培养。特点：简单快速，活性只能相对比较，不能得到确切的产量。（4）筛选（1）从菌体形态变异分析有些菌体的形态变异与产量的变异存在着一定的相关性。如在灰黄霉素产生菌荨麻青霉的育种中，曾发现菌落的棕红色变深者往往产量有所提高。（2）平皿快速检测法A、纸片培养显色法:浸有指示剂滤纸B、变色圈法:直接用显色剂或指示剂C、透明圈法:混浊底物被分解后形成透明圈。如可溶性淀粉、碳酸钙等。D、生长圈法:利用某些具有特殊营养要求的微生物作为工具菌E、抑制圈法产淀粉酶菌株的筛选产蛋白酶菌株的筛选产普鲁兰酶菌株的筛选纤维素酶产生菌的筛选因此，初筛工作以量为主，测定的精确性还在其次；初筛手段应尽可能快速、简单。菌种的复筛一般用摇瓶发酵培养，发酵液用精确的分析方法测定。复筛过程可以结合各种培养条件进行筛选，以便初步掌握适合野生型菌株的培养条件，为育种服务。复筛的目的：确认符合要求的菌株；——复筛以质为主，应精确测定每个菌株的生产指标。4、性能测定Section2微生物与生物环境间的关系在自然界中，各种微生物极少单独存在，总是较多地聚在一起，也常常与其他生物出现在一个限定的空间内，它们之间可能发生相互作用，并由此构成微生物以及微生物与其他生物间非常复杂而多样化的关系。一、互生定义：两种生物可以独立生活。也可以形成相互的联合，对一方有利，或双方都有利。（一）微生物间的互生关系固氮菌和纤维素分解菌，两者互生关系较为典型，固氮菌可利用纤维素分解菌产生的有机酸作为碳源和能源而大量繁殖，并进行固氮；使纤维素分解菌也避免因为自身代谢产物积累过多而中毒；同时可利用固氮菌前提的氮素营养物质，生长更加旺盛。增强了分解纤维素的能力。由于它们的互生关系，提高了土壤的肥力。（二）微生物与人及动物间的互生关系人及动物与其正常菌群即是互生关系。如双岐杆菌，乳酸杆菌等能合成多种人体生长发育必须的维生素，如B族维生素（维生素B1、B2、B6、B12），维生素K，烟酸、泛酸等，还能利用蛋白质残渣合成非必需氨基酸，如天冬门氨酸、丙氨酸、缬氨酸和苏氨酸等，并参与糖类和蛋白质的代谢，同时还能促进铁、镁、锌等矿物元素的吸收。这些营养物质对人类的健康有着重要作用，一旦缺少会引起多种疾病。正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大、种类较稳定且一般是有益无害的微生物，称为正常菌群。正常菌群与人体的关系：一般能维持平衡，菌群内部的各种微生物之间，也是相互制约而维持相对稳定。无菌动物（germ-freeanimal）：体内外检查不到任何正常菌群的动物悉生生物（gnotobiotics）：已经人为接种某已知纯种微生物的无菌动物（三）微生物与高等植物之间的互生关系根际微生物与高等植物间也为互生关系。植物根在生长过程中，向周围土壤中分泌各种有机物质，并有些脱落物，都为