放线菌期末作业

多；在高热的堆肥中嗜热放线菌生长较多。它们的共同特征是，不能离开“土地”这一着生地方。土壤是微生物的大本营，其中的放线菌多以链霉菌为主，因此人们通常将除链霉菌以外的其它放线菌统称为稀有放线菌。气候因素比如温度和降雨也影响土壤类型，土壤类型转而影响微生物的类型。土壤的植被也影响微生物的种类。降雨和随后的干燥过程而导致的土壤湿度的变化，伴随着土壤中放线菌种群的重大改变。所以说，土壤是人类最丰富的菌种资源库。

实验方法

1，制作高氏一号培养基，趁热注入培养皿中，凝成平板，待用。

2，称取土壤10克，放入装有100毫升无菌水的锥形瓶中，并加入10%酚10滴，以抑制细菌生长。振荡10分钟，制成10-1菌悬液。按照连续稀释分离法，进一步制成10-3菌悬液。

3，用移液管吸取0.1毫升10-3菌悬液，注入平板培养基上，用无菌玻璃刮刀将菌悬液均匀涂抹在整个培养基上。然后将培养皿倒置于25～30℃温箱中，培养7～10天，培养基上会出现微生物菌落。如果菌落的硬度较大，干燥致密，且与基质紧密结合，不易被针挑起，这就是放线菌菌落。 4，挑取放线菌菌落，接种于斜面培养基上。

培养一段时间后，挑去少量放线菌丝，在火焰旁加进装有99毫升无菌水的锥形瓶中，堵塞棉塞，制成菌悬液待用。取一培养皿置于实验台上，左手将培养皿打开稍许，向培养皿内注入熔化的营养固体培养基10～12毫升，轻轻轉动培养皿，使其中的培养基分布均匀，平放桌上，使其凝成平板。然後在皿底用蜡笔划分A、B、C、D几个区。應連续制作几份平板培养基。将培养皿底部用姆指和无名指固定成倾斜状态，在火焰旁将培养皿稍微打开。在此同时，用环状接种针在火焰旁取少许菌悬液，迅速送入培养皿内，在平板培养基的一边，作第1次平行划线 6～7条，轉动培养皿约70°角，用烧过冷却的接种针，通过第1次划线部分作第2次平行划线，然後再用同样方法，作第3次平行划线。划线时，應使平板培养基表面向下，以免空气中杂菌落入。接种针應与平板表面成30°角左右。不要使接种针碰到培养皿边缘，也不要将培养基划破。将划线後的培养皿倒放在28℃左右的温暖处进行培养，待长出菌落後，鉴定微生物类群，并根据镜检结果，判断是否已分离到了纯菌种。如果菌种很纯，则可轉移到斜面培养基上进一步培养。

9.请介绍放线菌各主要属的主要特征。

答：

弗兰克氏菌：存在于土壤中的孢子遇到适合的植物根毛时,即萌发并侵入,使根毛弯曲、变形、分枝。在根毛内，本属放线菌呈丝状体，直径0.5～1.0微米。有分枝的菌丝穿过外皮质胞壁进入皮质层，形成一条感染线。寄生皮质细胞受刺激而膨大并进行分裂形成根瘤前体。带荚膜的菌丝在寄主细胞大量分枝，末端膨大成囊，棒状或球形，可能是固氮酶活性最强的处所。菌丝局部变粗,膨大部分由横隔分成节。节变圆,胞壁加厚形成孢子。寄主细胞死亡破裂,释放出孢子,孢子直径

1.0～1.5微米，通常杆状或卵圆。游离的孢子在土壤中存活，遇到适合寄主再次萌发侵染。

乳杆菌：革兰氏染色阳性、无芽孢杆菌。分解糖的主要终产物是乳酸，不发酵乳酸盐，很少致病。广泛分布于含有碳水化合物的动植物发酵产品中，也见于温血动物的口腔、阴道和肠道内。该科仅包括乳杆菌属一属。该属细菌分解糖的能力强，分解蛋白质类的能力极低。乳杆菌耐酸 ，最适pH值为5.5～5.8，甚至更低。 小单孢菌属：通常无气丝，偶见稀疏微白色气生菌丝。基丝发育良好，有分枝，纤细，直径0.2—0.6，平均 0.5微米。孢子单个生长，无或有柄。基丝时常浅黄橙至橙红色，少数种褐色、栗色、紫褐色或蓝绿色。孢子层通常褐色至黑色，粘液状。孢子成簇串或沿菌丝分散生长。孢子表面光滑或有突起。 大多数种腐生好气。

小多孢菌属：孢子直径1.2～1.5微米，在侧枝端基向形成。常见于土壤、堆肥、干草和谷物中。

諾卡氏菌： 需氧革兰氏染色阳性杆菌。菌为多形态，无运动性。多为腐生菌，存在于土壤中。少数对人或动物致病，其感染多为外源性。在培养基上形成典型的分枝菌丝体，弯曲或不弯曲，多数无气生菌丝。基内菌丝经常断裂。气生菌丝有或无，一般也断裂。培养15小时至4无菌丝产生横隔膜，突然断裂成长短近于一致的杆状、环状体，或带叉的杆状体。每个杆状体内至少有一个核，因此可以复制并形成新的多核的菌丝体。

丙酸杆菌：多形态杆菌，0.5～0.8μm×1～5μ m，常为圆端或尖端的棒状；有的细胞为类球状、分叉或分枝，但不成丝状。细胞单个、成对或短链，呈V或Y字形出现，或方形排列。革兰氏阳性，不运动，不生孢。兼性厌氧，有不同程度的耐氧性；大多数菌株可在稍缺氧的空气中生长，在血琼脂上的菌落通常凸起，半透明，有光泽，呈乳到带红色。从葡萄糖和其他碳水化合物产大量的丙酸和乙酸，常有少量的气体。最适生长温度30～37℃。通常接触酶阳性，主要发现于乳酪、乳制品和人的皮肤。

双歧杆菌：形态很不一致的杆菌，0.5～1.3 μm×1.5～8μm，常呈弯、棒状和分支状。单生、成对、V字排列，有时成链，细胞平行成栅栏状，或玫瑰花结状。偶尔呈膨大的球杆状。革兰氏阳性，通常染色不规则。不运动，不产芽孢，抗酸染色阴性，厌氧生长，少数几个种可在含10％CO2的空气中生长。pH低于4.5和高于8.5时不生长。化能有机营养。发酵碳水化合物活跃，发酵产物主要是乙酸和乳酸，不产生CO2，不产生丁酸和丙酸。最适生长温度是37～41℃。分离于温血脊椎动物的肠道、昆虫和垃圾。

放线菌属：无芽孢、无运动性、非抗酸性、呈分枝状或棍棒状的革兰氏染色阳性杆菌。菌体大小0.6×(3～4)微米, 菌丝易断裂成链球或链杆状，糖类发酵产酸不产气，不形成吲哚,无尿素酶,厌氧或兼性厌氧,二氧化碳能促进生长。

分枝杆菌：无芽孢、不运动、细胞呈分枝并具抗酸性的革兰氏阳性杆菌。细胞大小(0.2～0.8)μm×(1～10)μm。直杆状或弯杆状，有时也有球状、分枝杆状或易断裂的丝状。细胞可均一地染色，有时呈现带状物或球状物。细胞壁含有独特的分枝酸。都是好氧菌。生长缓慢。存在于土壤、水或动物体中。

结核杆菌：细长略带弯曲的杆菌，大小1～4X0.4?m。牛分枝杆菌则比较粗短，为革兰氏阳性菌。分枝杆菌属的细菌细胞壁脂质含量较高，约占干重的60%，特别是有大量分枝菌酸包围在肽聚糖层的外面，可影响染料的穿入。 红细菌：细胞卵圆形至杆形，0.7～0.9μm× 1.0～3.0μm。鞭毛极生或随机分布。

细胞不对称的出芽分裂。很少有玫瑰结形细胞聚合体。光养生长，细胞含有片层状光合内膜，且平行于细胞内膜。光合色素为叶绿素 a和螺菌黄素。光异养厌氧生长。也可能进行黑暗微好氧生长。光培养物的颜色是粉色至红色。最佳生长温度25～ 35℃，pH6.9～7.5。

链孢囊菌属：孢囊球形至卵状，直径7—48微米(通常7— 20微米)。孢囊内孢囊孢子排列成一单圈，球形至卵状， 1.0—1.3×1.5—3.5微米，不能游动。菌丝体如链霉菌者；菌丝多分枝，横隔稀疏，直径0.5—1．2微米，无栅栏状菌丝。在各种琼脂培养基上生长不如游动放线菌茁壮，但通常气丝发育较好 某些种需要有机生长因子。孢囊生在气丝上。 细胞壁化学组份Ⅲ型，白色链孢囊菌的细胞壁还含有半乳糖、甘露糖和葡萄糖。严格好气。生长温度 1 8—35℃，有的种55℃也能生长。

马杜拉放线菌属：革兰氏阳性不抗酸的好气放线菌。基丝有分枝。土壤类型时常有气丝，带有5—15个孢子的短链，直、钩状或紧密螺旋形。无孢囊但有时有假孢囊。

指孢囊菌属： 基丝细，分枝多少不等，分隔不多。气丝无或雏形、短、无分枝。该属为好氧菌，孢囊在基丝表面直接长出，成簇形，有短孢囊柄。每个孢囊含单一行列的孢子。 节杆菌属：节杆菌属是一类分布比较广泛的革兰氏阳性放线杆菌。该属的特征是好气，不抗酸，化能有机营养，不水解纤维素，过氧化氢酶阳性.产生DNA酶，常水解明胶，生长需要维生素，在复合培养基上呈典型的杆一球生长循环。杆状体游动，但无真正的菌丝。

10.试分别介绍放线菌在土壤、水和极端环境中的分布情况和主要类群。

答：

土壤中：

可以说所有天然土壤都有放线菌生存。用放线菌主要分布在土壤中，多以分生孢子形态存在。与真菌和细菌相比，放线菌在土壤中的分布层位较深。土壤有机质量、季节、作物种类等都影响放线菌的群体数量。一般肥沃土壤中比瘠薄土壤中多，农田土壤中比森林土壤多.春季比夏季多。土壤有机质、水分、温度、通气等都影响放线菌的数量。酸性土壤的放线菌少，碱性土壤的放线菌比例增加，pH6.8-8.0时，放线菌数量最多。在土壤中，以链霉菌属最多，占了超过95%，其次分别是诺卡氏1.98%，小单孢属1.40%，高温单孢属0.22%，游动放线菌属0.20%，小双孢菌属0.18%，高温放线菌属0.14%，分歧杆菌属0.14%，链孢囊菌属0.10%，马杜拉放线菌属0.10%，拟诺卡氏均属0.04%，剩余的其他各菌。 水中：

在海洋微生物的考察和开发中，常见到放线菌在海洋也有广泛分布，它们主要是

链霉菌、诺卡氏菌、分枝杆菌和小单孢菌。它们的共同特点是能在5%左右的盐中生长。海洋中的放线菌多半来自土壤或生存在漂浮海面的藻体上。海水中还存在耐盐放线菌。河流和湖泊中，放线菌数量不多，大多为小单孢菌、游动放线菌和孢囊链霉菌，还有少数链霉菌。

极端环境：

嗜酸放线菌—嗜酸放线菌广泛分布在枯枝落叶层（pH3.6~4.6）和表土层（pH4.0~5.1）中，主要类群有链霉菌、小四孢菌。

嗜碱放线菌—广泛分布于土壤中，尤其是pH9.0~10以上的森林土、耕作土、菜园土中。主要类群有葱绿拟诺卡氏菌、酪蛋白博戈里亚湖菌、泛营养迪茨氏菌。 嗜热放线菌—主要分布于各种各样的自然或人工高温环境。自然环境包括有喷发的火山(岩浆熔化温度高达1000℃)、干热一蒸气喷气孔(达到500℃)、沸腾或过热的温泉<90℃以上)以及土壤、干草和岩石等太阳热基质(根据色彩对阳光的吸收能力，温度可升到60-70℃甚至更高);人工高温环境如堆肥、城市垃圾堆、人工堆放的干草和煤渣堆等自然有机物丰富的地方以及热水供应循环系统等。除了上述的一些高温环境之外，和其他嗜热微生物一样，嗜热放线菌也普遍存在于一般的热区土壤、湖泊甚至高寒山区的土壤中。主要种群有链霉菌属、高温放线菌属、小单孢菌属、高温单孢菌属等为主，另外还有拟无枝菌酸属和糖多孢菌属等。 低温放线菌—广泛分布于高寒山区、高纬冻土带、深海及各种人工低温环境。主要种群有节杆菌属、低温杆菌属、弗莱德门菌属、冷杆菌属等。 嗜盐放线菌—主要分布于海洋、盐水湖等渗透压较高的水中。主要类群有放线多孢属、拟诺卡氏菌属、链单孢菌属、涅斯捷连科氏菌属、多态放线菌属、亚嗜盐链霉菌等。

11.请论述如何更好地开发利用放线菌资源

答：

在原有的技术基础上，进一步开发利用

放线菌产生的抗生素化学结构多样，性质各异，选择性强，有应用价值的比较多，一直是研究新抗生素工作的主攻方向。迄今由微生物发现的几千种抗生素，60%以上由放线菌产生。 同时，放线菌在食品、农业、轻工、环保、石油、冶金等各个行业都有广泛的应用，都产生了巨大的社会经济效益。我们应该进一步加强这方面的研究，争取创造更多更大的利益。 加强对极端环境放线菌资源的研究

由于适应极端环境（高温、低温，高盐、高碱、高酸，高压，高辐射等环境）的结果，这些菌类必然具有特殊的新陈代谢类型，并产生特殊的代谢产物。这些代谢类型和产物又完全可以被人们利用。 对未知菌类的探索

如果从巴斯德研究酵母发酵，算做人类有意识开发利用微生物资源的开始，至今已有１００多年的历史。上世纪５０年代以后，则是大规模开发利用微生物资源的黄金期，并且取得了极为辉煌的成就。８０年代以后，由于分子生物学技术的发展，一些学者才惊奇地发现，原来我们所认识到的微生物仅仅是实有数的１—１０％，甚至不到千分之一！如果说我们所认

识的微生物资源仅占实有数的１０％，那么，实际利用的可能还不到０．１％。可见，人类研究、认识、开发利用微生物资源的任务仍然很坚巨，路程仍然很长。放线菌作为一种微生物，当然也需要进一步进行探索。

我们在利用的同时，也应该注意合理的保护

根据近２０年的研究，我们发现，可培养的放线菌种类，随原始林、次生林、荒地、耕作地，呈明显的下降趋势；天然湖泊因短时间的干涸（半个月），放线菌种类明显减少；温泉因开发成旅游区，微生物种类明显单调化；环境一旦污染，微生物种类剧急减少，少数抗污染微生物大量繁殖。这表明，原始森林、原始环境（包括极端环境、绝无仅有环境）一旦遭到破坏，不但那里的动植物遭到毁灭，微生物也会遭到同样的命运，很多有用的微生物在人们还未认识它之前就已灭绝。因此，不但要保护原始生态林，也要做好规划，划出一部分典型的原始环境和绝无仅有环境（如热泉，盐碱湖，雪山岩洞等）加以保护，保持其原始性。目前，我国专门从事微生物资源研究的实验室仅有中科院“微生物资源前期开发国家重点实验室”和云南大学的“教育部微生物资源重点实验室”，力量单薄，与我国这样一个大国极不相称。因此，要把微生物资源作为国家战略资源，加大国家投入，在研究、收集、保存微生物资源菌种的同时，加强微生物资源开发利用的规模和深度，使之在经济建设中发挥更大的效益。