微生物生態(tài)學(xué)基礎知識及其應用(7)

無(wú)菌動(dòng)物與悉生生物

凡在其體內外檢查不到任何正常菌群的動(dòng)物，稱(chēng)為無(wú)菌動(dòng)物（germ-free animal）。它是將剖腹產(chǎn)的鼠、兔、猴、豬、羊等或特殊孵育的雞等實(shí)驗動(dòng)物，放在無(wú)菌培養裝置中進(jìn)行精心培養而成的。用無(wú)菌動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗，可排除正常菌群的干擾，從而使人們可以更深入、更精確地研究動(dòng)物的免疫、營(yíng)養、代謝、衰老和疾病等問(wèn)題。

 

當然，目前也可通過(guò)同樣的原理和適當的培養裝置來(lái)獲得無(wú)菌植物。

凡已人為地接種上某已知純種微生物的無(wú)菌動(dòng)物或無(wú)菌植物，就稱(chēng)作悉生生物 (gnotobiota)，意即“了解其生物區系的生物”。研究悉生生物的科學(xué)，稱(chēng)悉生學(xué) (gnotobiotics)或悉生生物學(xué)(gnotobiology)。有關(guān)悉生生物學(xué)的觀(guān)點(diǎn)，微生物學(xué)的奠基人巴斯德早在1885年就提出來(lái)了。他認為，“如果在動(dòng)物體內沒(méi)有腸道細菌的話(huà)，則它們的生命是不可能維持下去的�！币虼�，用悉生生物學(xué)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看待每一個(gè)高等動(dòng)物或高等植物的整個(gè)個(gè)體時(shí)，它們實(shí)際上都是一個(gè)與有關(guān)正常菌群形成一體的“共生復合體”。

 

通過(guò)對無(wú)菌動(dòng)物的研究后發(fā)現：1)在沒(méi)有正常菌群存在的狀態(tài)下，其免疫系統的機能特別低下，若干器官變小，這在原來(lái)充滿(mǎn)大量細菌的盲腸中表現得尤為突出；2)營(yíng)養要求變得特殊，例如需要維生素k; 3)對屬于非致病菌的Bacillus subtilis（枯草桿菌）和Micrococcus lutea（藤黃微球菌）等變得極為敏感，并易患��；4)對原來(lái)易患的阿米巴痢疾，因這種原生動(dòng)物得不到細菌作食物，所以無(wú)菌動(dòng)物反而不易患了,等等。

 

根際微生物和附生微生物

與動(dòng)物體表面存在著(zhù)大量正常菌群類(lèi)似，在植物體表面也存在著(zhù)正常微生物區系，最主要的有兩類(lèi)：

 

根際微生物(rhizosphere microorganism)

植物根系經(jīng)常向周?chē)�的土壤分泌各種外滲物質(zhì)（糖類(lèi)、氨基酸和維生素等），故在根際存在著(zhù)大量的微生物。根際微生物的種類(lèi)受植物的種類(lèi)和植物的發(fā)育階段所影響。一般地說(shuō)，根際微生物以無(wú)芽胞桿菌居多，例如Pseudomonas（假單胞菌屬），Agrobacterium（土壤桿菌屬）， Achromobacter（無(wú)色桿菌屬），Chromobacterium（色桿菌屬），Arthrobacter（節桿菌屬）， Enterobacter（腸桿菌屬）和Mycobacterium (分枝桿菌屬)等。根際微生物在根際的大量繁殖，會(huì )強烈地影響植物的生長(cháng)發(fā)育。主要為：1）改善了植物的營(yíng)養條件。根際微生物的代謝作用加強了土壤中有機物的分解，改善了植物營(yíng)養元素的供應，由微生物代謝中產(chǎn)生的酸類(lèi)也可促進(jìn)土壤中磷等礦質(zhì)養料的供應。近年來(lái)還發(fā)現在根際生活的某些固氮細菌，如Azospirillum（固氮螺菌屬）等，可為植物提供氮素養料；2)分泌植物生長(cháng)刺激物質(zhì)。根際微生物可分泌維生素和植物生長(cháng)素類(lèi)物質(zhì)，例如，Pseudomomas的一些種可分泌多種維生素；Clostridium butyricum（丁酸梭菌）可分泌若干B族維生素和有機氮化物；一些放線(xiàn)菌可分泌維生素B12；固氮菌可分泌氨基酸、酰胺類(lèi)物質(zhì)、多種維生素（B1、 B2、B12 等）和吲哚乙酸等；3)分泌抗生素類(lèi)物質(zhì)，以利于植物避免土居性病原菌的侵染；4)根際微生物有時(shí)也會(huì )對植物產(chǎn)生有害的影響，例如，當土壤中碳氮比例較高時(shí)，它們會(huì )與植物爭奪碳、磷等營(yíng)養；有時(shí)還會(huì )分泌一些有毒物質(zhì)，抑制植物生長(cháng)，等等。

 

附生微生物(epibiotic microbe)

 

一般指生活在植物體表面，主要借其外滲物質(zhì)或分泌物質(zhì)為營(yíng)養的微生物。葉面微生物是主要的附生微生物。一般每克新鮮葉表面約含106個(gè)細菌，也存在少數的酵母菌和霉菌，而放線(xiàn)菌則極少。葉面微生物對植物的生長(cháng)發(fā)育和人類(lèi)的實(shí)踐有著(zhù)一定的關(guān)系，例如，乳酸桿菌上廣泛存在于葉面的微生物，在腌制泡菜、酸菜和青貯飼料過(guò)程中，存在于葉面的乳酸桿菌就成了天然接種劑，在各種成熟的漿果表面有大量糖質(zhì)分泌物，因而存在著(zhù)大量的酵母菌和其它附生微生物。當果皮損傷時(shí)，附生微生物就乘機進(jìn)入果肉引起果實(shí)腐爛。在用葡萄等原料進(jìn)行果酒釀造時(shí)，其表面的酵母菌也成了良好的天然接種劑。還有一些葉面微生物可以固氮，它們可直接或間接地向植物供應氮素營(yíng)養。