微生物界的植物系有哪些,微生物在生物界的分类地位

文章 2年前 (2021) admin
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Q1:微生物界的植物系有哪些?

微生物生态、微生物与植物营养元素循环、微生物固氮作用、植物根际微生物、微生物的致病性与植物的抗病性、微生物在植物生产中的应用

Q2:微生物的种类有哪些?

微生物是指那些个体体积直径一般小于1mm的生物群体,它们结构简单,大多是单细胞,还有些甚至连细胞结构也没有。人们通常会借助显微镜或者电子显微镜才能看清它们的形态和结构。需要说明的是微生物是一个比较笼统的概念,界线有时会非常模糊。如单细胞藻类和一些原生动物也应算是微生物,但通常它们并不放在微生物中进行研究。 按我国学者提出的分类法将生物分成六界:病毒界、原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。不难看出微生物在六界中占了四界,因此微生物在自然界中的重要地位是显而易见的,其研究的对象也是十分广泛而丰富的。 微生物(Microorganism)是广泛存在于自然界中的一群肉眼看不见,必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍甚至数万倍才能观察到的微小生物的总称。它们具有体形微小、结构简单、繁殖迅速、容易变异及适应环境能力强等优点。 微生物种类繁多,至少有十万种以上。按其结构、化学组成及生活习性等差异可分成三大类。 一、真核细胞型微生物 细胞核的分化程度较高,有核膜、核仁和染色体;胞质内有完整的细胞器(如内质网、核糖体及线粒体等)。真菌属于此类型微生物。 二、原核细胞型微生物 细胞核分化程度低,仅有原始核质,没有核膜与核仁;细胞器不很完善。这类微生物种类众多,有细菌、螺旋体、支原体、立克次体、衣原体和放线菌。 三、非细胞型微生物 没有典型的细胞结构,亦无产生能量的酶系统,只能在活细胞内生长繁殖。病毒属于此类型微生物。 微生物在自然界中的分布极为广泛,空气、土壤、江河、湖泊、海洋等都有数量不等、种类不一的微生物存在。在人类、动物和植物的体表及其与外界相通的腔道中也有多种微生物存在。 绝大多数微生物对人类和动、植物的生存是有益而必需的。自然界中氮、碳、硫等多种元素循环靠微生物的代谢活动来进行。例如空气中的大量氮气只有依靠微生物的作用才能被植物吸收,土壤中的微生物能将动、植物蛋白质转化为无机含氮化合物,以供植物生长的需要,而植物又为人类和动物所利用。因此,没有微生物,植物就不能新陈代谢,而人类和动物也将无法生存。 在农业方面,人类广泛利用一些微生物的特性,开辟了以菌造肥、以菌催长、以菌防病、以菌治病等农业增产新途径。在工业方面,微生物在食品、制革、纺织、石油、化工等领域的应用越来越广泛。尤其是在医药工业方面,几乎所有的抗生素都是微生物的代谢产物,另外还可利用微生物来制造一些维生素、辅酶等药物。 即使是许多寄生在人类和动物腔道中的微生物,在正常情况下也是无害的,而且有的还具有拮抗外来菌的侵袭和定居,以及提供人类必需的营养物质(如多种维生素和氨基酸等)的作用。 有一小部分微生物能引起人类或动、植物的病害,这些具有致病性的微生物称为病原微生物。有些微生物在正常情况下不致病,而在特定条件下可引起疾病,称为条件性病原微生物。 微生物学(Microbiology)是生物学的一个分支,是研究微生物的进化、分类,在一定条件下的形态、结构、生命活动规律及其与人类、运动、植物、自然界相互关系等问题的科学。随着研究范围的日益扩大和深入,微生物学又逐渐形成了许多分支学科,着重研究微生物学基本问题的有普通微生物学、微生物分类学、微生物生理学、微生物生态学、微生物遗传学、分子微生物学等。按研究对象可分为细菌学、真菌学、病毒学等。按研究和应用领域可分为农业微生物学、工业微生物学、医学微生物学、兽医微生物学、食品微生物学、海洋微生物学、土壤微生物学等。

Q3:十种常见的微生物有哪些?

在中国教科书中,微生物分为以下八类:细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体和螺旋体。1.细菌是指生物的主要类群之一,属于细菌范畴。它也是所有生物中数量最多的,估计总数约为510 ^ 30。细菌的形状多种多样,主要有球形、棒状和螺旋形。细菌对人类活动也有很大的影响。一方面,细菌是许多疾病的病原体,可以通过各种途径在正常人之间传播疾病,如接触、消化道、呼吸道、昆虫叮咬等。它们传染性很强,对社会危害很大。另一方面,人类经常使用细菌,如生产奶酪、酸奶和葡萄酒,生产一些抗生素,以及处理废水,这些都与细菌有关。在生物技术领域,细菌也被广泛应用。2.病毒是一种个体小、结构简单、只有一种核酸(DNA或RNA)的非细胞生物,必须寄生在活细胞中,通过复制繁殖。病毒是一种非细胞生命形式,由长核酸链和蛋白质外壳组成。病毒没有代谢机制,也没有酶系统。因此,当病毒离开宿主细胞时,它就变成了一种没有生命活动的化学物质,不能独立繁殖。它的复制、转录和翻译能力是在宿主细胞中进行的。当它进入宿主细胞后,可以利用细胞内的物质和能量完成生命活动,根据自身核酸所包含的遗传信息,产生像它一样的新一代病毒。3.真菌是真核生物,有真核生物、孢子体,没有叶绿体。包括霉菌、酵母、蘑菇等人类熟知的蘑菇。目前已发现真菌12万余种。真菌独立于动物、植物和其他真核生物。真菌细胞含有几丁质,可以通过无性繁殖和有性繁殖产生孢子。4.放线菌是原核生物中的一个特殊类群,可以形成分支菌丝和分生孢子。它们像菌丝一样生长,主要通过孢子繁殖,因此以放射状菌落命名。它们大多数都有分枝菌丝。菌丝体细长,宽度约0.2 ~ 1.2微米。可分为:营养菌丝,又称基质菌丝或初生菌丝,主要功能是吸收营养物质,有的可产生不同的色素,是菌种鉴定的重要依据;气生菌丝,叠加在营养菌丝上,也叫次生菌丝;孢子丝,气生菌丝发育到一定阶段,在此阶段可分化出形成孢子的菌丝。5.立克次体是一种严格寄生在细胞中的原核微生物。节肢动物可以引起斑疹伤寒、斑点热和其他传染病。1906年,美国病理学家霍华德泰勒(howard taylor)霍华德泰勒(Howard Taylor)立克次体(1871-1910)在落基山首次发现独特的斑疹伤寒病原体并被其杀死,因此得名立克次体。6.支原体是一种无细胞壁、高度多态、可通过滤器、可在人工培养基中培养增殖的微小原核微生物,大小为0.1 ~ 0.3微米。因为它可以形成丝状和分枝状,所以被称为支原体。支原体广泛存在于人和动物体内,大多数为非致病性支原体。肺炎支原体、解脲支原体、人型支原体、生殖支原体等。巨噬细胞、lgG和IgM都对支原体有一定的杀灭作用。7.衣原体是一组微小的、不活动的细胞内微生物。衣原体可分为四种类型,即肺炎衣原体、鹦鹉热衣原体、沙眼衣原体和牛衣原体。衣原体是一种革兰氏阴性病原体,可通过细菌过滤器,寄生于细胞内,具有独特的发育周期。衣原体是一种比细菌小但比病毒大的生物。它是一种专性细胞内寄生病原体,类似于细菌和病毒,具有两个阶段的生命周期。
它没有合成高能化合物ATP和GTP的能力,必须由宿主细胞提供,因此成为一种能量寄生虫,呈球形、堆状,有细胞壁和细胞膜,属于原核细胞,一般寄生在动物细胞中。目前分为沙眼、肺炎、鹦鹉和家畜。8.幽门螺杆菌是一种细长、柔软、螺旋弯曲、活跃的原核微生物。它在生物位置上介于细菌和原生动物之间。幽门螺杆菌广泛分布于自然界,常见于水、土壤和腐烂的有机物中,部分存在于人体口腔或动物体内。导致人类疾病的主要有三类:1。钩端螺旋体:钩端螺旋体是人类的主要病原体;2.密螺旋体:梅毒螺旋体等。是人类的主要病原体。3.伯氏疏螺旋体:伯氏疏螺旋体等是引起人类疾病的主要病原体。其中,钩端螺旋体和梅毒螺旋体在临床上影响较大。

Q4:植物中有哪些微生物?微生物对林业有哪些作用?

微生物在植物体内的分布主要有:根际微生物;附生微生物;植物与微生物共生;植物寄生微生物。根际是微生物旺盛生存的环境,根际土壤中的微生物数量比根外土壤中的微生物数量多几倍到几倍。根际微生物之所以如此之多,与根系的生命活动不断改变周围土壤环境,丰富土壤有机质密切相关。首先,植物生长发育过程中产生的一些代谢产物从根部分泌到土壤中,成为根际微生物的有机养分。这些营养素包括氨基酸、维生素、糖类、有机酸、生物碱、磷脂等成分。这些物质中的一些可以促进根际微生物的生长,而另一些可能选择性地抑制根际微生物的生长。其次,根系还向土壤中分泌多种酶,如蔗糖酶、淀粉酶、蛋白酶等。这些酶能促进土壤中有机质的转化,更有利于根际微生物的吸收利用。第三,根系的发育产生了许多死根毛和表皮细胞,细菌破裂释放的物质可以为根部微生物提供一顿饱饭。由于各种原因,根际吸引了大量的微生物在这里定居并生育。但这些定居在根际的微生物吸收了根系供给的各种养分,并没有对植物给予感谢和及时的回报。在生态平衡中,根际微生物具有以下生理功能:生物固氮:如固氮菌核菌等固氮菌为植物提供大量的氮素。促进植物对各种营养物质的吸收:许多物质通过根际微生物的转化被植物转化为可吸收的营养物质。生长刺激:根系微生物能产生许多影响植物根系发育的有机化合物。例如,小麦根际的细菌可以合成indigoa乙酸,这是一种促进植物生长的植物生长激素。然而,一些微生物可以合成赤霉素化合物,这可以提高种子发芽率和根毛发育。其他毒性:根际微生物可分泌一些抗生素类物质,均可抑制其他微生物的生长;此外,一些微生物可以产生一些对其他植物有害的物质,这些物质都保护了宿主植物和根系的微生物群落,使这些生物能够有更有利的生存空间。地上植物的器官中分布着许多微生物,除了微生物的孢子外,还包括多种细菌、酵母菌和少数丝状真菌。附着在植物表面的微生物主要依靠植物分泌的有机物质,如蜡和糖汁。植物和微生物之间还有一个共生体:这种共生体的典型例子是根瘤菌和豆科植物-根瘤形成的共生体。根瘤菌作为异养细菌,可以在土壤中自由生活,但自由生活的根瘤菌没有固氮作用。在适宜的条件下,它侵入植物的根部,与植物的根组织一起形成根瘤。根瘤菌从根瘤中的植物根部获取营养,生长繁殖,同时进行固氮,而产生的氮被植物根部吸收,可用于植物的生长发育。这样,根瘤菌和植物是互利的,在生理上成为共生的联合系统。除豆科植物和根瘤菌外,放线菌内生菌还能与杨梅、沙棘等一些木本植物形成根瘤。满江红和固氮菌也能形成共生体。鱼腥藻共存于红萍的腹腔内,红萍是一种蓝藻,具有很强的固氮能力。满江红从这种固氮蓝藻的代谢产物中获取氮营养,而鱼腥藻则从满江红中获取各种营养。这也是典型的植物共生关系。植物和微生物共生的第三种形式是菌根的形成。菌根是一些真菌在某些植物的根中发育,菌丝包围根的表面或侵入根内与根组织共同发育,从而建立共生关系的共生体。
菌根是植物根部常见的现象,已发现有2000多种植物有菌根。根据形态结构,菌根可分为外生菌根和内生菌根两种类型。菌根的形成可以促进植物的生长,因为共根上的真菌可以分解土壤中的有机质,促进根系对各种养分的吸收。菌根对一些植物有很大的影响。比如兰科植物的种子没有菌根共生就不能发芽,杜鹃花的幼苗需要菌根共生才能存活。除了共生或附生微生物外,植物还寄生各种微生物,包括细菌、放线菌、真菌和病毒。其中许多是植物疾病的病原体。寄生微生物需要植物提供营养,所以经常会对植物造成伤害。植物上的寄生微生物有的是严格寄生,有的是兼性寄生。严格意义上的寄生微生物只能在特定的活体植物中生长繁殖,一旦离开植物就无法生长,比如引起植物病害的各种病毒。兼性寄生微生物不仅能在被寄生植物上生长繁殖,还能在土壤等外部环境中生长。而且,这些微生物往往有致病的条件,所以可以称之为条件致病菌。例如,引起水稻纹枯病的病原体——膜霉菌和引起棉花枯萎病的病原体——镰刀菌就属于这一类。

Q5:八界系统哪些是微生物

八界系统是已经废弃的分类方法,根本没有具体研究的必要。微生物和分类学并没有严格的关系,比如真菌和植物都同时存在微生物物种和多细胞的物种。

Q6:微生物包括哪些?它们怎样繁殖后代

微生物(microorganism简称microbe)是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体,它个体微小,却与人类生活密切相关。微生物在自然界中可谓“无处不在,无处不有”,涵盖了有益有害的众多种类,广泛涉及健康、医药、工农业、环保等诸多领域。 原核:细菌、放线菌、螺旋体、支原体、立克次氏体、衣原体。 真核:真菌、藻类、原生动物。 非细胞类:病毒和亚病毒。 微生物一般地,在中国大陆地区的教科书中,均将微生物划分为以下8大类:细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体。 微生物的定义 一切肉眼看不见的或看不清的微小生物的总称 1 特点: 个体微小,一般<0.1mm。 构造简单,有单细胞的,简单多细胞的,非细胞的 进化地位低。 2 分类 原核类: 三菌,三体 。 真核类: 真菌,原生动物,显微藻类。 非细胞类: 病毒,亚病毒 ( 类病毒,拟病毒,朊病毒) 3 五大共性: 体积小,面积大 吸收多,转化快 生长旺,繁殖快 适应强,易变异 分布广,种类多 二、微生物的类群 1 细菌: (1)定义:一类细胞细短,结构简单,胞壁坚韧,多以二分裂方式繁殖和水生性强的原核生物 (2)分布:温暖,潮湿和富含有机质的地方 (3)结构:主要是单细胞的原核生物,有球形,杆形,螺旋形 细胞壁 基本结构 细胞膜 细胞质 结构 拟核 鞭毛 特殊结构 荚膜 芽孢 (4)繁殖: 主要以二分裂方式进行繁殖的 (5)菌落: 单个细菌用肉眼是看不见的,当单个或少数细菌在固体培养基啊行大量繁殖时,便会形成一个肉眼可见的,具有一定形态结构的子细胞群落. 菌落是菌种鉴定的重要依据.不同种类的细菌菌落的大小,形状光泽度颜色硬度透明毒都不同. 2 放线菌 (1)定义:一类主要成菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物 (2)分布:含水量较低,有机物较丰富的,呈微碱性的土壤中 (3)形态构造:主要由菌丝组成,包括基内菌丝和气生菌丝(部分气生菌丝可以成熟分化为孢子丝,产生孢子) (4)繁殖:通过形成无性孢子的形式进行无性繁殖 无性繁殖 有性繁殖 (5)菌落:在固体培养基上:干燥,不透明,表面呈致密的丝绒状,彩色干粉 3 病毒 (1) 定义:一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的”非细胞生物”,但是它的生存必须依赖于活细胞. (2)结构: (3)大小: 一般直径在100nm左右 最大的病毒直径为200nm的牛痘病毒 最小的病毒直径为28nm的脊髓灰质炎病毒 (4)增殖:以 噬菌体为例: 吸附 侵入 增殖 装配 释放 第二节微生物的营养 一、微生物的化学组成 C,H,O,N,P,S以及其他元素 二、微生物的营养物质 1 水和无机盐 2 碳源:凡能为微生物提供生长繁殖所需碳元素的营养物质 来源 作用 3氮源:凡能为微生物提供所必需氮元素的营养物质 来源 作用:主要用于合成蛋白质,核酸以及含氮的代谢产物 4 能源:能为微生物生命活动提供最初能源来源的营养物质或辐射能 根据碳源和能源分类: 5生长因子:微生物生长不可缺少的微量有机物 能引起人和动物致病的微生物叫病源微生物有八大类: 1.真菌:引起皮肤病。深部组织上感染。 2放线菌:皮肤,伤口感染。 3螺旋体:皮肤病,血液感染 如梅毒,钩端螺旋体病。 4细菌:皮肤病化脓,上呼吸道感染 ,泌尿道感染,食物中毒,败血压症,急性传染病等。 5立克次氏体:斑疹伤寒等。 6衣原体:沙眼,泌尿生殖道感染。 7病毒:肝炎,乙型脑炎,麻疹,艾滋病等。 8支原体:肺炎,尿路感染。 生物界的微生物达几万种,大多数对人类有益,只有一少部份能致病。有些微生物通常不致病,在特定环境下能引起感染称条件致病菌。 能引起食品变质,腐败,正因为它们分解自然界的物体,才能完成大自然的物质循环。 有些人误将真菌当作细菌,是一种比较普遍的误解。尤其以80年代以前未受过系统生物学教育者。 微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50%是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示:传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史,也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面,人类取得了长足的进展,但是新现和再现的微生物感染还是不断发生,像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力,使许多菌株发生变异,导致耐药性的产生,人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异,最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异,这种快速的变异给疫苗设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。 微生物千姿百态,有些是腐败性的,即引起食品气味和组织结构发生不良变化。当然有些微生物是有益的,它们可用来生产如奶酪,面包,泡菜,啤酒和葡萄酒。微生物非常小,必须通过显微镜放大约1000 倍才能看到。比如中等大小的细菌,1000个叠加在一起只有句号那么大。想像一下一滴牛奶,每毫升腐败的牛奶中约有5千万个细菌,或者讲每夸脱牛奶中细菌总数约为50亿。也就是一滴牛奶中可有含有50 亿个细菌。 微生物能够致病,能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂,但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素,这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵,生产乙醇、食品及各种酶制剂等;一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等,并且可再生资源的潜力极大,称为环保微生物;还有一些能在极端环境中生存的微生物,例如:高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境,依然存在着一部分微生物等等。看上去,我们发现的微生物已经很多,但实际上由于培养方式等技术手段的限制,人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。 微生物间的相互作用机制也相当奥秘。例如健康人肠道中即有大量细菌存在,称正常菌群,其中包含的细菌种类高达上百种。在肠道环境中这些细菌相互依存,互惠共生。食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收,菌群在这些过程中发挥的作用,以及细菌之间的相互作用机制还不明了。一旦菌群失调,就会引起腹泻。 随着医学研究进入分子水平,人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。人们认识到,是遗传信息决定了生物体具有的生命特征,包括外部形态以及从事的生命活动等等,而生物体的基因组正是这些遗传信息的携带者。因此阐明生物体基因组携带的遗传信息,将大大有助于揭示生命的起源和奥秘。在分子水平上研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性,对于传统微生物学来说是一场革命。 以人类基因组计划为代表的生物体基因组研究成为整个生命科学研究的前沿,而微生物基因组研究又是其中的重要分支。世界权威性杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制,发现重要的功能基因并在此基础上发展疫苗,开发新型抗病毒、抗细菌、真菌药物,将对有效地控制新老传染病的流行,促进医疗健康事业的迅速发展和壮大! 从分子水平上对微生物进行基因组研究为探索微生物个体以及群体间作用的奥秘提供了新的线索和思路。为了充分开发微生物(特别是细菌)资源,1994年美国发起了微生物基因组研究计划(MGP)。通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重要的功能基因,不仅能够加深对微生物的致病机制、重要代谢和调控机制的认识,更能在此基础上发展一系列与我们的生活密切相关的基因工程产品,包括:接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。通过基因工程方法的改造,促进新型菌株的构建和传统菌株的改造,全面促进微生物工业时代的来临。 工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等;某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程,甚至直接作为洗衣粉等的添加剂;另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究,发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程,对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因,然后对菌株加以改造,使其更适于工业化的生产过程。国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究,将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因,经基因工程改造,实现新的工程菌株的构建,简化生产步骤,降低生产成本,继而实现经济效益的大幅度提升。对工业微生物开展的基因组研究,不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程和代谢产物生成相关的功能基因,并将其应用于生产以及传统工业、工艺的改造,同时推动现代生物技术的迅速发展。 农业微生物基因组研究认清致病机制发展控制病害的新对策 据资料统计,全球每年因病害导致的农作物减产可高达20%,其中植物的细菌性病害最为严重。除了培植在遗传上对病害有抗性的品种以及加强园艺管理外,似乎没有更好的病害防治策略。因此积极开展某些植物致病微生物的基因组研究,认清其致病机制并由此发展控制病害的新对策显得十分紧迫。 经济作物柑橘的致病菌是国际上第一个发表了全序列的植物致病微生物。还有一些在分类学、生理学和经济价值上非常重要的农业微生物,例如:胡萝卜欧文氏菌、植物致病性假单胞菌以及我国正在开展的黄单胞菌的研究等正在进行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也刚刚测定完成。借鉴已经较为成熟的从人类病原微生物的基因组学信息筛选治疗性药物的方案,可以尝试性地应用到植物病原体上。特别像柑橘的致病菌这种需要昆虫媒介才能完成生活周期的种类,除了杀虫剂能阻断其生活周期以外,只能通过遗传学研究找到毒力相关因子,寻找抗性靶位以发展更有效的控制对策。固氮菌全部遗传信息的解析对于开发利用其固氮关键基因提高农作物的产量和质量也具有重要的意义。 环境保护微生物基因组研究找到关键基因降解不同污染物 在全面推进经济发展的同时,滥用资源、破坏环境的现象也日益严重。面对全球环境的一再恶化,提倡环保成为全世界人民的共同呼声。而生物除污在环境污染治理中潜力巨大,微生物参与治理则是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有机物;还能处理工业废水中的磷酸盐、含硫废气以及土壤的改良等。微生物能够分解纤维素等物质,并促进资源的再生利用。对这些微生物开展的基因组研究,在深入了解特殊代谢过程的遗传背景的前提下,有选择性的加以利用,例如找到不同污染物降解的关键基因,将其在某一菌株中组合,构建高效能的基因工程菌株,一菌多用,可同时降解不同的环境污染物质,极大发挥其改善环境、排除污染的潜力。美国基因组研究所结合生物芯片方法对微生物进行了特殊条件下的表达谱的研究,以期找到其降解有机物的关键基因,为开发及利用确定目标。 极端环境微生物基因组研究深入认识生命本质应用潜力极大 在极端环境下能够生长的微生物称为极端微生物,又称嗜极菌。嗜极菌对极端环境具有很强的适应性,极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性,加深对生命本质的认识。 有一种嗜极菌,它能够暴露于数千倍强度的辐射下仍能存活,而人类一个剂量强度就会死亡。该细菌的染色体在接受几百万拉德a射线后粉碎为数百个片段,但能在一天内将其恢复。研究其DNA修复机制对于发展在辐射污染区进行环境的生物治理非常有意义。开发利用嗜极菌的极限特性可以突破当前生物技术领域中的一些局限,建立新的技术手段,使环境、能源、农业、健康、轻化工等领域的生物技术能力发生革命。来自极端微生物的极端酶,可在极端环境下行使功能,将极大地拓展酶的应用空间,是建立高效率、低成本生物技术加工过程的基础,例如PCR技术中的TagDNA聚合酶、洗涤剂中的碱性酶等都具有代表意义。极端微生物的研究与应用将是取得现代生物技术优势的重要途径,其在新酶、新药开发及环境整治方面应用潜力极大。 微生物在整个生命世界中的地位! 当人类在发现和研究微生物之前,把一切生物分成截然不同的两大界-动物界和植物界。随着人们对微生物认识的逐步深化,从两界系统经历过三界系统、四界系统、五界系统甚至六界系统,直到70年代后期,美国人Woese等发现了地球上的第三生命形式-古菌,才导致了生命三域学说的诞生。该学说认为生命是由古菌域(Archaea)、细菌域(Bacteria)和真核生物域(Eucarya)所构成。在图示“生物的系统进化树”中,左侧的黄色分枝是细菌域;中间的褐色和紫色分枝是古菌域;右侧的绿色分枝是真核生物域。 古菌域包括嗜泉古菌界(Crenarchaeota)、广域古菌界(Euryarchaeota)和初生古菌界(Korarchaeota);细菌域包括细菌、放线菌、蓝细菌和各种除古菌以外的其它原核生物;真核生物域包括真菌、原生生物、动物和植物。除动物和植物以外,其它绝大多数生物都属微生物范畴。由此可见,微生物在生物界级分类中占有特殊重要的地位。 生命进化一直是人们关注的热点。Brown等依据平行同源基因构建的“Cenancestor”生命进化树,认为生命的共同祖先Cenancestor是一个原生物。原生物在进化过程中产生两个分支,一个是原核生物(细菌和古菌),一个是原真核生物,在之后的进化过程中细菌和古菌首先向不同的方向进化,然后原真核生物经吞食一个古菌,并由古菌的DNA取代寄主的RNA基因组而产生真核生物。 从进化的角度,微生物是一切生物的老前辈。如果把地球的年龄比喻为一年的话,则微生物约在3月20日诞生,而人类约在12月31日下午7时许出现在地球上。

版权声明:admin 发表于 2021年10月26日 上午7:57。
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