第六章微生物的分布

12/20/20191第六章微生物的分布12/20/20192微生物种类多，代谢类型多样，繁殖迅速，适应环境能力强，广泛分布在自然界中，无论是陆地、水域、空气、动植物等，甚至在一些极端环境中也有微生物的存在.12/20/20193第一节微生物在自然界的分布一、土壤中的微生物（一）土壤环境适合微生物的生长1土壤中有各种有机物和无机物；2温度恒定，昼夜温差和季节温差不大；3经常保持一定的湿度；4酸碱适中(pH大多5.5-8.5之间)，缓冲性强；5空隙中充满着空气和水分，渗透压适中。是微生物在自然界最大的贮藏所。12/20/20194（二）土壤中微生物的分布土壤中微生物的分布受地理区域、环境条件和土壤深浅等因素的影响。一般1肥沃泥土中微生物多；每克肥土中通常含有几亿至几十亿个微生物，贫瘠土壤每克也有几百万至几千万个微生物。2表层和深层含菌量较少，在距离地面10-20cm的土层中含菌量最多，在4-5m的深土层中几乎呈无菌状态；3随季节的变化微生物的数量也有所改变。12/20/20195（三）土壤中微生物的种类（1）细菌数量：70~90%；种类：主要为腐生，少数自养分布：表层最多，随土层加深减少，厌氧菌反之。（2）放线菌数量：5~30%（3）真菌（4）藻类（5）原生动物12/20/20196农田土壤上层15cm处微生物数量和生物量微生物土壤中的数量(个/g)生物量（g/m2）细菌放线菌真菌藻类原生动物9.8×1072.0×1061.2×1022.5×2043.0×10416016020032812/20/20197微生物名称在土壤中生存的时间（d）猪瘟病毒5（土和血一起干燥时）巴氏杆菌14（表层土壤中）化脓性杆菌60伤寒杆菌90布氏杆菌100猪丹毒杆菌166（土壤尸体内）结核杆菌150～730不同微生物在土壤中生存的时间12/20/20198土壤的细菌学检查主要测定菌落总数、大肠菌值和产气荚膜梭菌值3项指标。大肠菌值(产气荚膜梭菌值)是指能检出大肠杆菌(产气荚膜梭菌)的最小土壤量(g)。12/20/20199二、水中的微生物水环境：地球的70%左右由水覆盖，其中溶解和悬浮有机物和无机物，流动水有氧渗入可供微生物生长，是微生物栖息的第二天然场所。12/20/201910(一)水体中微生物的来源土壤、空气、动植物尸体、人和动物的排泻物、工业及生活污水。(二)种类水中存在的微生物90%为革兰氏阴性菌，主要有弧菌、假单胞菌、黄杆菌等。12/20/201911(三)微生物在水体中的分布表现为水平分布和垂直分布的规律。此外，相同水域的不同浓度微生物的含量及分布也不同。(四)水体中的病原微生物通过水体传播的病原微生物主要有沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱弧菌等。12/20/201912影响水体微生物分布的因素•有机物含量•温度•水的深度•日光与水体的溶解氧量12/20/201913淡水微生物淡水的pH值多数为6.5-8.5，因而适于多数水生微生物的生长。大多来源于土壤、空气、污水等。一般1有机物含量多，温度适中的地方微生物多；深层水中厌氧微生物较多，而表层水中好氧微生物较多；2远离人群的水体中，微生物少，且以自养型为主；在人口密集的区的湖泊和河流内，微生物多，且多是腐生型细菌和原生动物12/20/201914在饮用水的微生物学检测中，由于水体中病原菌较少，所以通常采用大肠菌群的数量作为指标，判断水源被污染程度。12/20/201915大肠菌群：系指一群在37℃中经24h培养能分解乳糖、产酸产气、需氧或兼性厌氧的革兰氏阴性无芽胞杆菌。该菌群主要来源于人、畜粪便，大肠菌群数愈多，表示粪便污染的情况愈严重，也间接表明可能有肠道致病菌污染，故以此作为水污染程度的指标。水中大肠菌群系以及100ml检样内大肠菌群最近似数（MPN）表示。12/20/201916海水微生物海水中含有很高的盐分，渗透压大。一般微生物难以生存，所以海洋微生物多为嗜盐菌，并能耐受高渗透压。深海中的微生物还能耐受低营养、低温和很高的静水压。12/20/201917微生物名称水的性质生存时间（d）大肠杆菌蒸馏水24～72伤寒杆菌蒸馏水3～81坏死杆菌蒸馏水15细螺旋体河水150鼻疽杆菌无菌水365布氏杆菌无菌水和饮水72马腺疫链球菌蒸馏水和自来水9结核杆菌河水150口蹄疫病毒污水103某些微生物在水中的生存时间12/20/201918三、空气中的微生物1．空气是传播微生物的重要介质空气本身缺乏微生物生活所必需的营养物，日光对微生物也具有很强的杀菌作用，另外空气一般是干燥的，因此空气不是微生物生活的良好环境，所以无固定种类。12/20/2019192．空气中微生物的种类和数量来源：带有微生物菌体及孢子的灰尘（腐生）人和动物（呼吸道排出的，其中也包含有病原微生物）分布：随环境条件及微生物的抵抗力不同而不同。空气中存在较多的、存活时间较长的是各种真菌、放线菌的孢子及细菌芽胞。空气中微生物的数目决定于尘埃的总量。12/20/201920地区空气中含菌数（个/m3）畜舍1000000～2000000宿舍20000城市街道5000市区公园200海洋上空1～2北极0～1不同地区空气中的细菌总数12/20/201921不利于一般生物生长的特殊环境称为极端环境。主要有极端高温、高盐、高压等。例如火山与温泉、极地或高山冰川、盐湖、深海底层等。12/20/2019221．高温环境中的微生物高热环境--喷发的火山、沸腾或过热的温泉以及高温堆肥和取暖用热水循环系统等是常见的天然或人工的高温环境。不同微生物对高温的适应能力不同，高温微生物以细菌居多，只有少数真菌。如嗜热脂肪芽孢杆菌、酸热芽孢杆菌等。12/20/201923各类群生长的上限温度类群上限温度(℃)真核微生物原生动物藻类真菌5655-6060-62原核微生物盐盐细菌光合细菌无机化能细菌异养细菌70-7370-73909012/20/2019242．高盐环境中的微生物高盐环境--盐湖、盐池和盐腌制的食品等是常见的高盐环境。通常把能在含盐量高于１５％的环境中生长的微生物称为极端嗜盐菌，常见的种类有盐球菌属12/20/201925微生物的不同嗜盐类群嗜盐类群最适生长盐浓(NaC1)实例非嗜盐微生物＜0.2mol/L淡水微生物弱嗜盐微生物0.2-0.5mol/L大多数海洋微生物中等嗜盐微生物0.5-2.5mol/L某些细菌和藻类极端嗜盐微生物2.5-5.2mol/L盐杆菌和盐球菌耐盐微生物耐受范围0.2-2.5mol/L金黄色葡萄球菌和其他葡萄球菌，耐盐酵母菌等12/20/2019263高压环境中的微生物自然界的高压环境主要存在于深海中，多数海洋底部的压力在100个大气压以上，最深处约为1100个大气压。研究表明从常压环境中分离的多数微生物在200-600个大气压的高压环境中将受到抑制或死亡，高压条件主要抑制常压微生物细胞蛋白质合成、质膜上物质和能量的传递及酶的代谢活性。高压环境中生长的主要是细菌，如分离自深海淤泥的耐压假单胞菌，生长十分迟缓，代时为33天。12/20/2019273类嗜压菌及其生长静水压（大气压数）类型最低生长压最适生长压最高生长压耐压菌未测1-100500嗜压菌1400-500700极端嗜压菌400700-800103512/20/201928第二节动物体及畜产品中的微生物一、正常动物体细菌的分布1哺乳动物12/20/201929（一）体表的微生物动物的体表由于与外界环境密切接触，常附着有各种各样的微生物，如细菌、放线菌和霉菌等。（二）呼吸道的微生物呼吸道上部，特别是在鼻粘膜上，经常存在着由于吸气随空气进入的细菌。呼吸道下段，细菌逐渐减少。支气管末梢及肺泡内是无菌的。寄生在动物上呼吸道中的细菌有葡萄球菌、链球菌、双球菌、巴氏杆菌及其他革兰氏阴性菌等。12/20/201930（三）消化道的微生物胚胎期和新分娩的幼畜，其消化道是无菌的。在出生后数小时的幼畜消化道中即能发现微生物。不同部位的细菌种类和数量差异很大。口腔细菌较多，有葡萄球菌、链球菌、乳杆菌、棒状杆菌、螺旋体等；食道细菌极少；12/20/201931胃因受胃酸的限制细菌极少，主要是乳杆菌、幽门螺杆菌和胃八叠球菌等少量耐酸菌。小肠由于受各种消化液的杀菌作用，细菌较少，特别是在十二指肠受胆汁的作用细菌极少；大肠和直肠因消化液减弱，食物产残渣停留时间较长，并含有丰富的营养物质，因此，微生物种类，数量最多，通常以大肠杆菌、拟杆菌、消化球菌、乳酸菌等为主。12/20/201932消化道中微生物的种类和数量虽多，但也可因饲料的种类、饲养管理条件和机体健康状况而有所变动。12/20/201933（四）泌尿生殖道的微生物健康动物的子宫、卵巢、睾丸等是无菌的。但在母畜的阴道黏膜及公畜的尿道黏膜上发现有葡萄球菌、链球菌、抗酸性细菌、大肠杆菌和非病原性螺旋菌等。12/20/2019342禽类在胚胎期是无菌的，出壳后雏禽消化道很快定殖大量细菌，形成微生物群体。嗉囊：主要为乳杆菌；小肠：兼性厌氧菌增多，如链球菌等；大肠和盲肠：主要是厌氧菌，如双歧杆菌、乳杆菌和拟杆菌。盲肠的优势菌为真杆菌、梭杆菌、消化链球菌等。12/20/201935二正常动物体内细菌的微生态关系1.正常菌群的概念在正常动物的体表或体内腔道经常有一层微生物或微生物层存在，它对宿主不但无害，而且是有益的和必需的，这一微生物层称为正常微生物群或正常菌群。12/20/2019362.微生物种群内个体间的相互关系协作和竞争一般来说，在低密度是协作关系占优势，高密度时竞争关系占优势。12/20/2019373.菌群失调正常情况下，正常菌群与宿主、环境间处于协调，维持着一定的生态平衡，对动物是有利的。如果宿主患病、外科手术、环境改变和滥用抗菌药物等，宿主集体某个部位的正常菌群中微生物种类、数量和栖息处将会发生改变，即称为菌群失调。12/20/201938三、畜产品中的微生物（一）乳汁的微生物乳汁含有多种营养成分，也是微生物最好的培养基。乳汁被微生物污染的主要来源取决于动物的皮肤被毛，挤乳的容器、工具等，饲料、垫草、粪便和空气中微生物的污染也是不可低估的。患乳房炎及其他疾病的动物的乳中有大量的细菌，常可发现葡萄球菌、链球菌、结核杆菌、布氏杆菌。12/20/201939（二）肉类中的微生物健康动物的组织内部一般是无菌的，但实际上普通的鲜肉，往往含有或多或少的微生物。污染鲜肉的微生物，包括细菌、酵母和霉菌。它们常引起鲜肉的腐败、酸败、发霉及肌肉变色，结核杆菌、布氏杆菌、炭疽杆菌等病原微生物，能引起人畜共患传染病的散播。12/20/201940（三）禽蛋中的微生物新鲜禽蛋通常是无菌的，因为新鲜蛋的蛋壳表面有一层胶状物质，蛋壳内有一层薄膜，蛋壳的这种天然屏障能够机械地阻挡微生物的入侵；而蛋白质内含有有杀菌作用的溶菌酶及特有的碱性环境（PH值9.4～⒐6）等,均有抑制或杀灭微生物的作用。污染鲜蛋的微生物常见有枯草杆菌、变形杆菌、产碱类杆菌及某些霉菌等。12/20/201941四、无菌动物和无特定病原体动物无菌动物（缩写为GF）是指正常的健康胎儿用无菌手术取出来，立刻饲养在无任何微生物的环境中的动物。无特定病原体动物（SPF），是指不患某些特定病原微生物和寄生虫疾病的家畜和家禽。12/20/201942•互生关系•共生关系•竞争关系•寄生关系•拮抗作用第三节正常微生物的生态关系12/20/201943一、互生关系概念：两种生物都可以单独生活，当生活在一起时，比单独生活的好，但二者不形成共生组织(生命整体)的关系。如：人体肠道中正常菌群与人的互生12/20/201944二、共生关系概念：指两种生物在一起生活，互相提供必要的生活条件，彼此依赖，形成一个在形态上具有共同结构，而在生理上却相互分工，互换生命活动产物的生存关系。如将二者分开，各自都生活不好。如：瘤胃微生物与反刍动物、根瘤菌与植物等12/20/201945三、竞争关系多种微生物共同生活于一个环境中时，或因一种微生物优先利用有限养料，致使另一种微生物养料缺乏，生长发育受阻；或因一种微生物生长迅速，占领