3.弗蘭克氏菌(frankia)與非豆科植物 ：弗氏放線菌與非豆科植物形成根瘤並固定氮氣
侵入→泡囊期→孢囊期
4. 根瘤菌與豆科植物的共生關係
侵染性：根瘤菌能夠進入豆科植物根內，在其中繁殖，並形成根瘤；
專一性：根瘤菌的各個種和菌株只能感染一定的豆科植物種類，結瘤能力表現不同程度的專一性；
有效性：在根瘤中具有固氮能力的根瘤菌為有效菌株。
根瘤的形成：根瘤菌→侵染根毛→形成侵入線→根瘤形成（類菌體）
根瘤菌與植物相互作用：
根分泌類黃酮由nod d 識別；
結瘤基因產物為酶蛋白、載體蛋白或啟用調節物；（共結瘤基因、宿主專一）
結瘤因子（nod factors）是根瘤形成早期訊號，一般為脂幾丁寡聚醣（菌種差異）；
根皮層細胞受到刺激而**
5. 藍細菌與植物共生體：滿江紅（紅萍）藍細菌與水生蕨類植物共生
6.植物內生微生物
植物內生菌：許多真菌和細菌只生活在植物組織中，或生活週期的大部分在植物體內。與植物構成共生關係，但不形成特殊結構。
永久性（組成型）：內生菌存在於種子內，從種子萌發至開花結實，周而復始。
週期性（誘導型）：微生物在植物生長的一定階段感染寄主（情況複雜， 有益，有害）。
三、微生物引起的植物病害
病原微生物：能寄生於植物的病毒、細菌、真菌並導致植物出現病症的微生物
侵染過程：接觸→侵入→擴充套件→病害症狀發生
微生物與動物的共生
瘤胃微生物與反芻動物
食物，口腔咀嚼→瘤胃，微生物發酵 →蜂巢胃，形成小團塊→口腔，吞入食道→重瓣胃，皺胃→小腸，大腸
瘤胃中的真菌和原生動物
真菌：厭氧型別， 降解纖維素、木質素、果膠及多醣 → 揮發性脂肪酸
原生動物（106/ml）：纖毛蟲，專性厭氧，水解纖維素和澱粉→有機酸，吞食細菌，控制細菌數量
微生物與海洋生物發光
深海魚類與發光細菌建立特殊共生關係，動物可向細菌提供居住環境（眼、腹腔、直腸等）
和營養。
發光細菌：發光桿菌屬、貝內克氏菌屬
作用：發現餌料，威脅敵人，逃避捕食，共生體具有控制發光的能力
組成：發光酶; 脂肪醛 -rcho（底物）； 電子供體（nadh）； 黃素單核苷酸（fmn）； o2
第九章小結
1. 自然界中的微生物多以群居方式生存，不同類群的微生物相互作同，構成獨特的生物環境，並促進了地球的生物迴圈。
2. 植物的種類和土壤環境的特異性，決定了根際微生物的種群和數量變化。
3. 菌根真菌在促進植物吸收起到重要作用。
4. 微生物與植物共生固氮體系包括根瘤菌與豆科植物、弗氏放線菌與非豆科植物，藍細菌與水生蕨類植物等。
5. ti質粒在基因轉移和改造植物品質的過程中具有重要的意義。
6. 微生物與動物共生關係表現在瘤胃微生物的促消化作用、海洋微生物發光等。
一、土壤中的微生物
(一) 土壤是微生物的大本營：
1. 土壤中動、植物和微生物殘體及其分解物為異養微生物提供碳、氮及能源;
2. 岩石風化釋放的無機元素和微量元素,滿足自養菌的需要;
3. 土壤溫度及ph 條件可滿足各類微生物的需求;
4. 土壤團粒結構內部保水, 外部通氣, 適於好氧或厭氧菌群;
5. 土壤可保護微生物不受強光的傷害。
二、水體中的微生物
1. 淡水(河流、湖泊、地下水)：營養較豐富，溶氧不等，溫度隨氣溫變化，ph近中性，適合多數微生物生長。
2. 海水：有機質含量低，溫度低，含鹽量高，鹼性，海洋微生物具有耐壓、嗜冷和低營養要求等特點。
三、空氣中的微生物：空氣是微生物傳播的介質
種類：放線菌和真菌孢子、細菌芽孢和胞囊等
傳播：傳播速度與風速成正比，與空氣濕度成反比
數量：陸地上空》海洋，城市上空》農村， 近地面空氣》高空
五、極端環境中的微生物
極端環境：指高等動、植物不能生長，大多數微生物不能生活的高溫、低溫、強酸、強鹼、高鹽、高壓、高熱酸、高輻射及缺氧等特殊環境。
生活在極端環境中的微生物多分屬於古菌和細菌。
嗜鹽菌的耐鹽機理：1）具有適應高鹽環境的細胞結構和離子濃度，選擇性吸收k+而排除na+，防止原生質脫水，維持酶和蛋白活性
2）具有嗜鹽酶
3）細胞膜具有菌視紫素，利用光能產生atp向胞外排除na+
4) 具有親合性溶質（小分子有機物），高滲環境下用以補償細胞滲透壓和穩定生物大分子，並與細胞代謝物質相容。
高壓環境中的微生物：高壓會抑制常壓微生物細胞蛋白合成, 膜上物質和能量的傳遞及酶的代謝活性。 多數嗜壓微生物屬於耐壓菌。
營養元素的生物小迴圈：
生物合成作用
有機質的礦化或分解作用
一、碳素迴圈：碳素，一切生物細胞主要元素
藍細菌、光合細菌和綠色植物通過光合作用吸收固定co2，進而合成有機碳化物；
光合微生物和植物在合成有機物的同時，通過呼吸、發酵等途徑將部分有機物降解獲得能量和中間代謝物，亦將一部分co2歸還於空氣；
植物和微生物積累的有機物一部分為動物所利用，通過動物呼吸將一部分有機碳分解為co2；
植物動物殘體被微生物分解轉化，使co2重新進入迴圈。
1. co2的同化：
產氧的光合作用: 藻類、藍細菌
不產氧的光合作用: 光合細菌
氧化無機物產能: 化能自養菌
甲烷的形成與轉化: 甲烷產生菌
2. 有機物的分解：有機物轉化和分解主要靠異養微生物
二、氮素迴圈
固氮作用：n2→nh3 → →有機氮（固氮微生物）
氨化作用：有機氮→ → nh3 （氨化微生物，種類多）
硝化作用： nh3 →no2- →no3-（亞硝化細菌和硝化細菌）
反硝化作用：no3- → no2- → →n2 （反硝化細菌）
氮素迴圈途徑：
1）大氣中分子態氮被固定成氨（固氮作用）
2）氨被植物吸收利用，合成有機氮進入食物鏈（同化作用）
3）有機氮被分解釋放氨（氨化作用）
4）氨被氧化為硝酸（硝化作用）→有機氮
5）硝酸被還原為n2 返回大氣（反硝化作用）
三、硫素迴圈（硫是生物體重要營養元素）
微生物在降解蛋白質等化合物的同時完成了有機硫的分解
硫化作用：還原態的硫化物被硫化細菌氧化為硫或硫酸鹽的作用
s 或 so42- 可被植物和微生物吸收轉化為有機硫化物。
反硫化作用：微生物在厭氧條件下, 將硫酸鹽和其他氧化態硫化物作為無氧呼吸的受氫體而還原為硫化氫的過程 (硫酸鹽還原)。
四、磷素迴圈
（一）磷素迴圈特點：土壤磷素迴圈為典型的沉積迴圈，主要在土壤、植物和微生物之間進行。
1. 含磷有機物的分解
有機磷主要存在形式及降解：
植酸鹽(或植素)—植物合成,可被植酸酶降解為磷酸和肌醇。
核酸及其衍生物—易被核酸酶降解，很少被結合至穩定的有機質中。
磷脂化合物—卵磷脂在微生物卵磷脂酶作用下，水解為甘油、脂肪酸和膽鹼。
2. 無機磷的轉化
1）土壤中無機磷存在形式
簡單磷酸鹽(可給性)
磷灰石類(可給性低)—參與分解無機磷化物的微生物
2）無機磷化物分解
呼吸作用產生co2形成碳酸和hco3-，促進土壤礦物風化；
微生物和植物根產生有機酸，對ca、fe、al 等元素進行螯合作用，減少了可固結磷酸的陽離子；
微生物攝取陽離子（如nh4+）的過程中，將h+ 釋放在細胞表面，有利於磷的溶解；
有些真菌和植物在體內外積累草酸鈣結晶，減少了鈣對磷酸的固結，增加了磷的吸收
五、鐵素迴圈
1. 鐵素主要存在於礦物中(fe3+, 難溶)，必須轉化為(fe2+)，才能被植物吸收利用；
2. 鐵迴圈的基本過程是由不同微生物完成的氧化和還原；
3. 微生物的作用包括：鐵的氧化和沉積；鐵的還原和溶解；產生鐵載體參與鐵的運輸
*鐵載體：由微生物產生的特異性的鐵結合物，能螯合鐵（fe3+）並輸入細胞內部。是微生物吸收鐵素的一種機制。不涉及鐵在土壤中的氧化還原作用。
微生物學總結
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