植物微生态
3.3· 宿主转移与定植(Colonization)
是指微生物在宿主体内一定的生境或解剖位置落脚成活 的状态。转移宿主的微生物能否定植下来则取决于有无 适宜的生态空间和粘附性 (Adhesion)两个基本条件。前者 是指微生物对新的生态环境的适就范围,因为一定的生 态空间只能定植—定的微生物,两者间存在特异性.在人 和动体尤为严格。在植物的根围及根面等不同生态空间, 也只能适于不同微生物定植;后者是粘附于动、植表面 和内部器官的微生物,并形成具有保护性的生物膜。目 前已知微生物中的真菌、细菌、放线菌、螺旋体、立克 次体、原生动物和病毒都具有枯附性。其与宿主一定部 位的粘附有其特异性,不同的微生物具有各自的粘附结 构如菌毛、类绒毛(真菌)、突刺(病毒)等,其成分主要是 糖蛋白、多糖脂蛋自、类磷壁酸和蛋白甘露醉复合物等。
二、植物微生态空间区域性与层次
微生态空间区域性是指植物个体以下的系统、器官、组 织和细胞等微空间环境所形成的生态系,其中包括生命 因子和非生命因子。这些微生态空间的生命因子有各种 微生物;非生命因子有微生物与宿主的代谢产物、细胞 崩解物、温度、水分、营养、酸度、气体等其它理化特 性。植物生态系中的微生物以上述环境因子为直接外环 境。而植物个体又以其外界的宏生态系为外环境.并间 接影响微生态系。 微生态空间可以分为不同的层次结构,即植物个体是微 生态系的最大空间,依次还有生态区、生境、生态点 (biotopes)和生态位(niche)。生态位是一种有机体的功能 和作用在时间和空间上的位置。相同物种在同一生态位 必然强烈竞争,而且迟早有一个被消灭。
1985年提出了一个新的定义
“微生态学是细胞水平或分子水平的生态学”。
人们感到这个定义仍然太笼统,我国微生态学家康白教 授提出了微生态学定义应为:
“研究正常微生物与其宿主相互关系的生命科学分支”。 也可认为是 “研究正常微生物结构和功能,以及与其宿主相互关系的学科”。
我们认为微生态系,所谓“正常”和“非正常”微生物 是以人利益进行划分的。任何微生态系中微生物在长期 历史演化过程中,都有自己的自然地位,都对生态系发 展作出了贡献,“正常微生物”泛指生物体内的内生共 生微生物。
第一章 植物生态学基础 1.植物病害保护发展史 植物病害防治经历了“已病治病”到“未病防病”的发展 时期。当今微生态防治标志植物病害防治进入“无病保健” 的一个新的历史发展阶段。微生态制剂——植物保健益微(增 产苗)的应用成功,标志着我国植物微生态学正趋向成熟。
2. 植物微生态系的基本特征
一、植物微生态系的特异性 植物微生态系的微生物基本上可分为两人类,即习居菌和暂 居菌。前者是固定的经常生活在植物体一些种群,故又称常驻 菌(Resident)或原籍菌(Autochthonous microbes),后者是偶尔 闯入或者人为引入的,又称引进菌(Introduced)或外籍菌(Allochthonous microbes)。植物不同的体表空间及其体内各组织都 有常驻菌和暂居菌。这种特异性是共同进化中形成的,是植物 的遗传、生理、代谢产物,与微生物的营养要求和生理代谢等 相互适应的结果。 植物微生态系的特异性不仅表现在不同的 植物种与微生物的种群之间,而旦在同一植物体的不同器官和 组织之间所形成的微生物组成也很不相同。
植物个体相当于宏观生态学中的地球。地球与生物因是 一个最大的生态系,而在植物 微生态学中的个体与其携带的所有正常微生物群也构成 一个最大的微生态系,亦可谓之总生态系〔who1e ecosystem)。
二、生态区(biotic area)
在植物体内,有许多区域的环境相近,但又会有许多性 质相异的亚结构系统或器官,称生态区。例如植物的表 皮、薄壁组织、维管组织等部位,它们从整体来看具有 统一性,但每个系统都有复杂的内部结构,这些内部结 构定居的微生物种类和数量不相同。从系统分布来看, 生态区是一个含有许多不同微生物群由许多生态系构成 的综合生态系(integratedecosystem)
三、微生态系的动态变化
动态平衡与失调本是生态学基本规律,微生态系也不是 一个静态生境。微生态系的动态变化主要表现为演替、 宿主转移和定植等几种形式:
3. 1.微生态种群演替是指人及动、植物宿主机体的解剖 学部位的生态空间,在自然的或人二的作用下发生正常 微生物群的替换过程 就一株农作物而言,其在土中萌动的种子、幼苗、成株 各个时期体内微生物的种群组成是不断演变的。不同微 生物种群在不同器官的不同发育时期,其定植次序有条 不亲。初展的幼叶和成熟叶片表面,微生物的类群也不 相同。微生物的这种有规律演替取决于植物种类及其遗 传性。环境条件和人为因素也容易影响演替类型,例如 化学农药的施用或其它反常气候,以至季节变化,也会 引起可逆或不可逆的次级演替,一般农作物体的微生物 演替很难达到顶级状态。
1977年原联邦德国鲁西(Verbor Rusch)博士首先提出微生 态(microecology),并在德国黑博恩(Herborn)建立起第一个 微生态学研究所,主要研究应用活菌制剂治疗疾病(生理 性细菌疾病),如选用大肠杆菌、双歧杆菌、乳酸菌等, 也就是研究生态疗法和生态调控。因为是研究正常微 生物的生态规律,所以很自然就形成了一个微观生态的概 念。
第零章 绪论
1.微生态学是什么
生态学(ecology)自德国海克尔(Erst Haeckel)于1866年提出以来.经历126个春秋已 发展成一个庞大的学群,拥有100多个分科。 早期生态学,基本上都属于宏观生态学范畴。然而客观事物是由不同层次组成的,作 为反映客观事物的科学也应该有不同层次.微生态学就是人们从宏观生态学向微观层次进 行研究而发展起来的。因此微生态学是生态学的微观层次。而且宏观生态学规律必须通过 微观生态规律对生物(人、动物与植物)产生影响。故忽视哪个层次都是不行的。
3. 2.植物微生态系的宿主转移是经常发生的
例如在人体正常微生物群的组成中,除了其自身正常微 生物外,还包含有—部分来自动、植物正常微生物群的成 员,这些成员已和人类宿主取得生态平衡,反之亦偶有 发生。微生物的宿主转换常有进化或积极的一面,即由 外环境向正常微生物宿主转换。但是,有的宿主转换可 能引起生态失调以至崩溃,即引起宿主患病或死亡。植 物微生态系的宿主转换,经常是以食物链的方式发生在 植物与植物、植物与动物以至介体昆虫之间。这种情况 下,有的植物上的正常微生物或潜伏病原(带菌)转换到新 的宿主成为致病菌,说明正常微生物与致病菌在本质上 存在一定相对性。
3.植物微生态空间
植物微生态学的生态空间概念与宏观生态学不同,宏观生态学 以个体以上的各个层次为对象,植物微生态学则以植物个体以 下、细胞以上为对象,其生态空间是植物体个体、器官、组织 和细胞的各层次环境。 正常微生物群以宿主植物体为环境,而宿主植物又以其个体所 处的宏观因素为外环境。宏观因素与正常微生物群的相互影响 是间接的,要通过宿主植物体这个层次发生作用。因此,正常 微生物群以宿主植物为直接环境,而以宿主植物的外环境为间 接环境,这说明植物微生态空间较宏观生态空间更复杂。
图像描述
关系
微生物 细胞外
2.微生态不是什么
1.与(宏观)生态学
生态学从宏观来看是研究生物圈与地球本身的相互 关系的生物科学。具体说是研究生物与环境(有生命和无 生命的)的相互关系的学科
2.与微生物生态学
微生物生态学是生态学按生物类型分出的生态学分文, 如植物、动物、昆虫等生态学分支一样。微生物生态学 的理论、方法和科学资料是微生态学的重要信息来源, 但与微生态学并不同。
三、生境(habital)
生境或称栖境、栖息地、产地,在宏观生态学中也是一 个相对的概念。就生物群来说,整个地球就是生境;就 一个山、川、湖、海中的所有微生物来说,山、川、湖、 海就是生境。山、川、湖、海又可分为许多亚结构,这 些亚结构也是生境。
四、生态点(biotopes)
是微生态学空间的第四个单位,是狭义生境的亚结构。 例如叶面是一个生境,而叶尖部、叶脉及叶缘部却是不 同的生态点。这是有实际根据的,因为这些部位的正常 微生物群结构彼此间并不相同,尽管都隶属于叶面生态 系。
生态空间层次与生物体的生态层次是相联系的。一定生 物体生态层次有一定生态空间,反之,一定生态空间也 必有一定层次的生物体占据。生物体与生态空间是长期 历史进化过程中形成的统一联合体,是不可分割的。对 植物微生态来说,这种联合体更为紧密。植物微生态空 间可分为以下五个层次:
一、植物个体(host individual)
因此,微生态学的定义应为:生物个体是由细胞组织和其体 内微生物组成的复合体,研究生物体内微生物组成、功能、 演替;微生物与微生物关系;微生物与个体微环境关系的生 命学科分支称之为微生态学。
随着科学技术的进步,微生态学的发展,微生态学和其 它学科一样逐渐形成许多分支。
(研究领域、应用目的):
医学微生态学、 植物微生态学、 动物微生态学、 兽医微生态学、 工业微生态学等。
(1)微生物生态学是按生物类型分出的生态学分支,属各 论性质,而微生态学与(宏观)生态学是不同层次的等位分 工,是属于总论性质的。
(2)微生物生态学的对象是微生物与外环境(生命的和非生 命的)的关系,而特别着重于与非生命环境如大气、水和 土壤等的关系。而微生态学着重于微生物与寄主的相互 关系,重点在寄主方面。
五、生态位(niche)
பைடு நூலகம்
生态位是一个比生境更广泛的概念,不仅含有物理的概 念,而且还有这个空间,微生物作用及这个空间与微生 物相互作用的全部内容。生态位首先由Ginnel于1917年 提出.用来表示对生境再划分的亚空间单位。因此,有 的生态学家把生态位译为小生境。
Hutchinsonc(1948)认为,在生物群落中,能够为某—物 种所栖息的理论最大空间称为基础生态位(fundamental niche),实际上很少有一种物种能全部占据基础生态位, 特别是有竞争者时,必然使该物种占据很小一部分空间, 这部分实际占有的生态位,叫做实际生态位(realized niche)。竞争者种类越多,每个种类实际占有的生态位越 小。其次还有营养生态位(trophic niche)、空间生态位 (space niche)及功能生态位(function niche)等,或者把各 种内容都汇合在一起称超体积生态位(hypervo1ume niche)。