放線菌PPT課件

.,1,放線菌遺傳,.,2,放線菌(Actinomycetes)是一類具有絲狀分枝細(xì)胞和無性孢子的G+原核微生物,由于菌落呈放射狀而得名。,放線菌的概念：,.,3,一、放線菌的分類依據(jù),.,4,（一）細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu),1、菌體為絲狀單細(xì)胞，其大小、粗細(xì)與細(xì)菌相同2、有多核體，為擬核，與細(xì)菌相同3、細(xì)胞壁組分為肽聚糖，對(duì)溶菌酶敏感4、孢子的鞭毛同細(xì)菌鞭毛5、核糖體為70s,放線菌的分類依據(jù),.,5,放線菌,光學(xué)顯微鏡下的放線菌,.,6,A：諾爾斯氏鏈霉菌；B：皮疽諾卡氏菌；C：酒紅指孢囊菌；D：游動(dòng)放線菌；E：小單胞菌；F：皺雙孢馬杜拉放線菌,放線菌在固體培養(yǎng)基上形成與細(xì)菌不同的菌落特征，放線菌菌絲相互交錯(cuò)纏繞形成質(zhì)地致密的小菌落，干燥、不透明、難以挑取，當(dāng)大量孢子覆蓋于菌落表面時(shí)，就形成表面為粉末狀或顆粒狀的典型放線菌菌落，由于基內(nèi)菌絲和孢子常有顏色，使得菌落的正反面呈現(xiàn)出不同的色澤。,.,7,產(chǎn)抗菌素的放線菌的菌落特征A：卡特利鏈霉菌；B：弗氏鏈霉菌；C：吸水鏈霉菌金淚亞種；D：卡那霉素鏈霉菌；E：除蟲鏈霉菌；F：生磺酸鏈霉菌,.,8,.,9,（二）放線菌的代謝特征,放線菌的分類依據(jù),（1）最適pH：中性偏堿（2）DNA重組方式：同細(xì)菌,（三）對(duì)噬菌體和抗生素的敏感性：與細(xì)菌相同,所以：在BergeysManualofSystematicBacteriology.(伯捷氏細(xì)菌系統(tǒng)分類手冊(cè)）Vol.4上歸為分枝菌綱(Actinomycetes),.,10,二、放線菌,營養(yǎng)菌絲匍匐生長于培養(yǎng)基內(nèi)，吸收營養(yǎng),營養(yǎng)菌絲發(fā)育到一定階段，伸向空間形成氣生菌絲,氣生菌絲發(fā)育到一定階段，其上可分化出形成孢子的菌絲，即孢子絲,.,11,二、放線菌,.,12,二、放線菌,.,13,二、放線菌,.,14,二、放線菌,孢子在適宜的條件下萌發(fā)，長出1-3個(gè)芽管,營養(yǎng)菌絲,氣生菌絲,繁殖菌絲（孢子絲）,孢子絲釋放孢子,.,15,二、放線菌,繁殖方式,無性孢子,菌絲斷裂,凝聚孢子橫隔孢子孢囊孢子分生孢子厚壁孢子,存在多種孢子形成方式,常見于液體培養(yǎng)中，工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)抗生素時(shí)都以此法大量繁殖放線菌,細(xì)菌的芽孢是休眠體，而放線菌的孢子是繁殖體,.,16,二、放線菌的基本形態(tài),.,17,(一)菌絲（hyphae)：,放線菌的基本形態(tài),概念:細(xì)胞在生長過程中，呈絲狀分枝，無隔，為多核體。可分為基內(nèi)菌絲和氣生菌絲。成團(tuán)的菌絲為菌絲體（mycelium).,.,18,1.基內(nèi)菌絲(substratehyphae):,放線菌的基本形態(tài),培養(yǎng)基內(nèi)匍匐生長的菌絲，無隔，約0.2-0.8m。通常會(huì)產(chǎn)生水溶性或脂溶性色素.功能：吸收營養(yǎng)，所以又稱營養(yǎng)菌絲。,.,19,2.氣生菌絲(aerialhyphae):,放線菌的基本形態(tài),由營養(yǎng)菌絲長出培養(yǎng)基外，伸向空間的菌絲。略粗于基絲0.5-1.2m，也有色素產(chǎn)生。功能：氣生菌絲生長到一定階段可分化出繁殖結(jié)構(gòu)，即孢子絲。,.,20,3.孢子絲,放線菌的基本形態(tài),概念：可以形成孢子的菌絲（具分類價(jià)值），功能:繁殖。形態(tài)：直、波曲、螺旋著生方式：叢生、輪生,.,21,（二）孢子（spores):,放線菌的基本形態(tài),形態(tài)：有圓、卵圓、柱狀等。表面：或光滑或粗糙；有的還帶有毛刺、鞭毛。色素：因種而異。,.,22,放線菌的基本形態(tài),分生孢子(conidiospores):,在氣生菌絲頂端形成成串或單個(gè)孢子，菌絲分裂形成。,.,23,放線菌孢子特點(diǎn)：,對(duì)干燥抵抗力強(qiáng)，對(duì)熱抵抗性不強(qiáng)。多為65，1015min失活（嗜熱放線菌例外）。,放線菌的基本形態(tài),.,24,三、放線菌的繁殖,.,25,繁殖：無性繁殖,1.形成無性孢子（1）橫隔分裂膜內(nèi)陷（2）縮縊分裂壁和膜同時(shí)內(nèi)陷2菌絲片段可繁殖成新的菌絲，常見于液體基中。,放線菌的繁殖,.,26,四、放線菌的菌落特征,.,27,.,28,固體培養(yǎng)基,菌落特征：質(zhì)地致密、干燥、多皺、小而不蔓延、不易挑起，表面有放射狀溝紋。菌落形狀：隨菌種不同可有兩類：（1）產(chǎn)生大量分枝狀菌絲的菌種：（如Strptomyces)形成與培養(yǎng)基結(jié)合較緊的菌落，不易挑起或整個(gè)挑起。（2）不產(chǎn)生大量菌絲的菌種：（如Nocardia)形成的菌落呈粉質(zhì)，挑之易碎,放線菌的菌落特征,.,29,五、放線菌的主要屬,.,30,放線菌的主要屬,（一）諾卡氏型（Nocardioforms)特征：好氣型，具氣生菌絲，多產(chǎn)粉孢子。應(yīng)用：烴類發(fā)酵，污水處理，產(chǎn)生抗生素（如萬古霉素、頭孢菌素等）,.,31,放線菌的主要屬,（二）具有氣生菌絲特化出的孢囊孢子和分生孢子1弗蘭克氏放線菌屬（Frankia)可以固氮，存在于非豆科植物根部，（如:榿木、赤揚(yáng)等）2小單孢菌屬（Micromonospora)可產(chǎn)生多種抗生素，如慶大霉素、利福霉素；有的種可積累VitB123鏈霉菌屬(Streptomyces)產(chǎn)生許多著名的抗生素，如鏈霉素、紅霉素、四環(huán)素、土霉素、金霉素等。,.,32,放線菌培養(yǎng)基配方一淀粉瓊脂培養(yǎng)基（高氏培養(yǎng)基）可溶性淀粉2克硝酸鉀0.1克磷酸氫二鉀0.05克氯化鈉0.05克硫酸鎂0.05克硫酸亞鐵0.001克瓊脂2克水1000毫升,先把淀粉放在燒杯里，用5毫升水調(diào)成糊狀后，倒入95毫升水，攪勻后加入其他藥品，使它溶解。在燒杯外做好記號(hào)，加熱到煮沸時(shí)加入瓊脂，不停攪拌，待瓊脂完全溶解后，補(bǔ)足失水。調(diào)整pH值到7.27.4，分裝后滅菌，備用。,.,33,配方二面粉瓊脂培養(yǎng)基面粉60克瓊脂20克水1000毫升把面粉用水調(diào)成糊狀，加水到500毫升，放在文火上煮30分鐘。另取500毫升水，放入瓊脂，加熱煮沸到溶解后，把兩液調(diào)勻，補(bǔ)充水分，調(diào)整pH值到7.4，分裝，滅菌，備用。,.,34,與人類的關(guān)系,放線菌常以孢子或菌絲狀態(tài)極其廣泛地存在于自然界，土壤中最多，其代謝產(chǎn)物使土壤具有特殊的泥腥味。,能產(chǎn)生大量的、種類繁多的抗生素（其中90%由鏈霉菌產(chǎn)生）,有的放線菌可用于生產(chǎn)維生素、酶制制；此外，在甾體轉(zhuǎn)化、石油脫蠟、烴類發(fā)酵、污水處理等方面也有應(yīng)用,少數(shù)寄生型放線菌可引起人、動(dòng)物（如皮膚、腦、肺和腳部感染）、植物（如馬鈴薯和甜菜的瘡痂病）的疾病。,.,35,戰(zhàn)功累累的放線菌,醫(yī)生常常使用鏈霉素、紅霉素這一類抗生素藥物治病，使許多病人轉(zhuǎn)危為安?？股氐闹鹘蔷褪谴竺ΧΦ姆啪€菌。放線菌的個(gè)體由一個(gè)細(xì)胞組成，這與細(xì)菌十分相似，因此它們常被當(dāng)作細(xì)菌家族中的一個(gè)獨(dú)立的大家庭。不過，放線菌又有許多真菌家族的特點(diǎn)，例如菌體由許多無隔膜的菌絲體組成，所以從生物進(jìn)化的角度看，它是介于細(xì)菌與真菌之間的過渡類型。,.,36,各種放線菌放線菌有許多交織在一起的纖細(xì)菌體，叫菌絲。這些菌絲分工不同，有的“埋頭大吃”，這是專管吸收營養(yǎng)的基質(zhì)菌絲；有的朝天猛長，這是作為放線菌成長發(fā)育標(biāo)志的氣生菌絲。放線菌長到一定階段便開始“生兒育女”。它們先在氣生菌絲的頂端長出孢子絲，等到成熟之后，就分裂出成串的孢子。孢子的外形有的像球，有的像卵，可以隨風(fēng)飄散，遇到適宜的環(huán)境，就會(huì)在那里“安家落戶”，開始萌生成新的放線菌。,.,37,放線菌大量存在于土壤中。它們中絕大多數(shù)是腐生菌，能將動(dòng)植物的尸體腐爛、“吃”光，然后轉(zhuǎn)化成有利于植物生長的營養(yǎng)物質(zhì)，在自然界物質(zhì)循環(huán)中立下了不朽的功勛。還有一種叫弗蘭克氏菌，生長在許多非豆科植物的根瘤里，能固定大氣中的氮，成為植物能利用的氮肥。放線菌還有許多貢獻(xiàn)。目前發(fā)現(xiàn)的幾千種抗生素中，有一半以上是由放線菌產(chǎn)生的。它的菌落顏色鮮艷，呈放射狀，對(duì)人體無害，因此，人們常用它作食品染色劑，既美觀，又安全。利用放線菌還可以生產(chǎn)維生素B12、蛋白酶和葡萄糖異構(gòu)酶等醫(yī)藥用品。,.,38,雖然個(gè)別類的放線菌對(duì)人類有害，例如分枝桿菌能引起肺結(jié)核和麻風(fēng)病等，但這些比起放線菌的功績來，實(shí)在是微不足道的。人們常說的“土腥氣”正是來自土壤中的放線菌,.,39,鏈霉菌產(chǎn)生的抗生素,一次代謝物是維持生物合成或生長過程中所需的代謝物，至于對(duì)生命的維持不具明顯的功能，只在某些生物上產(chǎn)生的代謝物，則是二次代謝物，如抗生素或色素等。鏈霉菌可以產(chǎn)生多種二次代謝物，包括各種物質(zhì)的分解酵素及抗生物質(zhì)。這些代謝產(chǎn)物除了可用在人體的醫(yī)藥以及當(dāng)成家畜飼料的添加物外，在農(nóng)作物生產(chǎn)方面，也可做為植物保護(hù)之用。鏈霉菌是已知放線菌中最大的族群，可產(chǎn)生高達(dá)一千多種的抗生物質(zhì)，許多重要的抗生素如放線菌素、鏈霉素、四環(huán)霉素、保米霉素、維利霉素、嘉賜霉素及康霉素等，都可由鏈霉菌生產(chǎn)。一般而言，農(nóng)用抗生素具有較低毒性及殘留性質(zhì)，可以抑制病原微生物的生長和繁殖，或者能改變病原菌的形態(tài)而達(dá)到保護(hù)作物的效果。,.,40,鏈霉菌產(chǎn)生的抗生素種類繁多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，從結(jié)構(gòu)上區(qū)分，大致可把農(nóng)用抗生素分為下列六大類：氨基糖類抗生素：這類抗生素屬于糖的衍生物，由糖或氨基酸與其它分子結(jié)合而成。在植物體內(nèi)具有移行性，可干擾病原細(xì)胞蛋白質(zhì)的合成，如鏈霉素。四環(huán)霉素類抗生素：這類抗生素是由四個(gè)乙酸及丙二酸縮合環(huán)化而形成，可以抑制病原菌核糖體蛋白，如四環(huán)霉素。,.,41,核酸類抗生素：這類抗生素含有核酸類似物的衍生物，作用于病原菌的去氧核糖核酸合成系統(tǒng)，抑制其前驅(qū)物或酵素的合成，如保米霉素。大環(huán)內(nèi)酯類抗生素：它是由12個(gè)以上的碳原子組成，且形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，通常可和細(xì)菌的50核糖體亞基結(jié)合，以阻斷蛋白質(zhì)的合成，如紅霉素。,.,42,多烯類抗生素：由2537個(gè)碳原子組成的大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，含有37個(gè)相鄰的雙鍵，可與病原真菌細(xì)胞膜上的類固醇結(jié)合，有破壞細(xì)胞膜的功能，如治霉菌素。多肽類抗生素：這類抗生素是把氨基酸用不同的肽鍵結(jié)合，經(jīng)常形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以抑制病原菌細(xì)胞壁的合成，如純霉素。,.,43,由于多數(shù)鏈霉菌具有分泌抗生物質(zhì)或細(xì)胞外酵素的能力，可以有效抑制植物病原菌。此外，少部分還具有促進(jìn)植物生長或誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病性的效果，因此鏈霉菌在生物防治應(yīng)用上極具潛力。,.,44,鏈霉菌在植物保護(hù)上的應(yīng)用,生物防治法是農(nóng)業(yè)生態(tài)系中，植物病原、昆蟲與益菌或天敵等族群間維持均衡的重要策略之一。就植物病害而言，其定義是指在自然或人為操控的環(huán)境下，透過一種或多種拮抗微生物，有效降低病原菌的密度、活力及感染作物的能力，進(jìn)而達(dá)到防治植物病害的效果。,.,45,鏈霉菌拮抗植物病原菌的原理可分為抗生、競爭和超寄生作用?？股饔檬侵皋卓咕置诘拇x物質(zhì)如抗生素或酵素，可以抑制病原菌的生長。競爭作用是拮抗菌與植物病原菌競爭養(yǎng)分、生存空間，尤其在作物的根圈部位建立族群優(yōu)勢，進(jìn)而達(dá)到抑制病原菌的生長及存活，間接保護(hù)作物免于被病原危害。超寄生作用則是拮抗微生物寄生于病原菌上，致使其菌絲或生殖構(gòu)造遭受破壞甚至死亡。,.,46,例如利迪鏈霉菌WYEC108菌株，可阻擾腐霉菌的卵孢子發(fā)芽，因?yàn)樗置诘膸锥≠|(zhì)分解酵素可以破壞腐霉菌菌絲的細(xì)胞壁。如果把豌豆種子粉衣以WYEC108菌株處理，可使豌豆種子免于受腐霉菌的危害。,.,47,灰綠鏈霉菌可產(chǎn)生