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1．微生物基本知识 1

1.1　微生物概述 1

1.1.1　什么是微生物 1

1.1.2　微生物的特点 1

1.2　微生物的分类与命名 1

1.2.1 生物分类历史 1

1.2.2　三域学说 2

1.2.3　微生物分类单元与命名法则 3

1.2.4　原核微生物分类系统介绍 4

1.3　古菌 5

1.3.1 古菌的形态 5

1.3.2 古菌的细胞结构 5

1.3.3　古菌的分类 7

1.4　真细菌 10

1.4.1　真细菌的形态 10

1.4.2　真细菌的细胞结构 11

1.4.3　真细菌的繁殖 13

1.4.4　真细菌的分类 13

1.5　真核微生物 14

1.5.1　真核微生物的形态 14

1.5.2　真核微生物的细胞结构 15

1.5.3　真核微生物的繁殖 18

1.5.4　真核微生物的分类 19

1.6　病毒 24

1.6.1　病毒的形态与大小 24

1.6.2　病毒的结构和化学组成 24

1.6.3　病毒的增殖 24

1.6.4　病毒的分类 25

1.6.5　亚病毒 27

参考文献 27

2.　海洋环境与生态系统 29

2.1　海洋环境的概念 29

2.2　海洋环境的分区 29

2.3　海洋环境的特性 30

2.4　海水的性质 30

2.4.1　无机离子 30

2.4.2　有机物 32

2.4.3　溶解气体 33

2.4.4　光照 34

2.4.5　颜色 35

2.4.6　温度 36

2.4.7　密度 36

2.4.8　压强 37

2.5　海洋沉积物 37

2.5.1　浅海沉积物 37

2.5.2　半远洋沉积物 37

2.5.3　远洋沉积物 37

2.6　海洋生态系统 38

2.6.1　珊瑚礁生态系统 38

2.6.2　海草场生态系统 38

2.6.3　上升流生态系统 39

2.6.4　深海热泉口生态系统 39

2.6.5　河口生态系统 40

参考文献 40

3.　海洋微生物 42

3.1　什么是海洋微生物 42

3.2　海洋微生物发展史 42

3.3　海洋微生物多样性 43

3.3.1　海洋微生物物种多样性 43

3.3.2　海洋微生物遗传多样性 48

3.3.3　海洋微生物代谢途径及其产物多样性 48

3.4　海洋微生物的分布 49

3.4.1　海洋古菌的分布 49

3.4.2　海洋真细菌的分布 51

3.4.3　海洋真菌的分布 56

3.4.4　海洋真核微藻的分布 58

3.4.5　海洋病毒的分布 58

参考文献 61

4.　海洋光合微生物 66

4.1　什么是海洋光合微生物 66

4.2　海洋产氧光合微生物 66

4.2.1　真核微藻 66

4.2.2　原生动物 67

4.2.3　海洋产氧光合细菌 67

4.3　海洋不产氧光合微生物 68

4.3.1 海洋不产氧光合细菌 68

4.3.2　海洋光合极端嗜盐古菌 70

4.4　海洋产氧光合微生物和不产氧光合微生物的区别 70

4.5　海洋光合微生物光合作用机理 71

4.5.1 海洋产氧真核微藻和蓝细菌的光合作用 71

4.5.2　海洋不产氧光合细菌的光合作用 74

4.5.3 海洋光合极端嗜盐古菌的光合作用 75

4.6　海洋光合微生物的分布 76

4.6.1　海洋真核微藻的分布 76

4.6.2　海洋产氧光合细菌的分布 78

4.6.3　海洋不产氧光合细菌的分布 80

4.7　光合微生物在海洋生态系统中的作用 81

4.7.1　在海洋初级生产中的作用 81

4.7.2　在海洋生态系统中的其他作用 82

参考文献 83

5.　海洋共附生微生物 85

5.1　海洋共附生微生物概述 85

5.2　海洋微生物与动物的共附生 86

5.2.1 微生物与海绵的共附生 86

5.2.2　微生物与珊瑚虫的共附生 95

5.2.3　微生物与深海热泉口无脊椎动物的共附生 97

5.2.4　微生物与海洋发光动物的共附生 98

5.3　海洋微生物与植物的共附生 99

5.3.1 微生物与大型海藻的共附生 99

5.3.2　微生物与红树的共附生 101

5.3.3　微生物与海草的共附生 103

5.4　海洋微生物之间的共附生 103

参考文献 104

6.　海洋嗜极微生物 108

6.1　什么是嗜极微生物 108

6.2　嗜热微生物 108

6.2.1 嗜热微生物的特点 108

6.2.2　嗜热微生物在海洋中的分布及研究概况 109

6.2.3　嗜热微生物的耐热机制 111

6.2.4　嗜热微生物的应用前景 112

6.3　嗜冷微生物 113

6.3.1　嗜冷微生物的特点 114

6.3.2　嗜冷微生物在海洋中的分布及研究概况 114

6.3.3　嗜冷微生物的嗜冷机制 114

6.3.4　嗜冷微生物的应用前景 116

6.4　嗜盐微生物 117

6.4.1 嗜盐微生物的特点 117

6.4.2　嗜盐微生物在海洋中的分布及研究概况 117

6.4.3　嗜盐微生物的嗜盐机理 118

6.4.4　嗜盐微生物的应用前景 119

6.5　嗜碱微生物 120

6.5.1　嗜碱微生物的特点 120

6.5.2　嗜碱微生物在海洋中的分布及研究概况 121

6.5.3　嗜碱微生物的嗜碱机制 121

6.5.4　嗜碱微生物的应用前景 121

6.6　嗜酸微生物 122

6.6.1　嗜酸微生物的特点 122

6.6.2　嗜酸微生物在海洋中的分布及研究概况 122

6.6.3　嗜酸微生物的嗜酸机制 122

6.6.4　嗜酸微生物的应用前景 123

6.7　嗜压微生物 123

6.7.1　嗜压微生物的特点 123

6.7.2　嗜压微生物在海洋中的分布及研究概况 124

6.7.3　嗜压微生物的嗜压机理 124

6.7.4　嗜压微生物的应用前景 124

参考文献 124

7.　海洋微生物与物质循环 126

7.1　物质循环的概念及其一般特征 126

7.1.1　物质循环的概念 126

7.1.2　物质循环的一般特征 126

7.1.3　物质循环的类型 127

7.2　海洋微生物在物质循环中的作用 128

7.2.1 分解者 128

7.2.2 生产者 128

7.2.3　贮存者 129

7.3　海洋微生物和碳循环 129

7.3.1　碳循环 129

7.3.2　生物泵在海洋碳循环中的作用 131

7.3.3　微生物在海洋碳循环中的作用 131

7.4　海洋微生物和氮循环 133

7.4.1 氮循环 133

7.4.2　微生物在海洋氮循环中的作用 134

7.5　海洋微生物和磷循环 136

7.5.1　磷循环 136

7.5.2　微生物在海洋磷循环中的作用 137

7.6　海洋微生物和硫循环 138

7.6.1　硫循环 138

7.6.2　微生物在海洋硫循环中的作用 139

7.7　海洋微生物和铁循环 140

7.7.1　铁循环 140

7.7.2　微生物在海洋铁循环中的作用 142

7.8　海洋微生物和其他元素循环 142

7.8.1　硅循环 142

7.8.2　汞循环 143

参考文献 144

8.　海洋微生物多样性研究技术 146

8.1　海洋微生物多样性概述 146

8.2　微生物培养法 146

8.3　细胞成分分析法 146

8.4　电子显微镜技术 147

8.5　荧光染料染色法 147

8.6　流式细胞术 148

8.7　基于rRNA基因序列的系统发育分析 148

8.7.1 原核微生物rRNA 149

8.7.2 真核微生物rRNA 150

8.7.3 rDNA系统发育分析 150

8.8　基于PCR技术的多样性分析 151

8.8.1 随机扩增多态性DNA技术 152

8.8.2　聚合酶链式反应-单链构象多态性 152

8.8.3　末端限制性片段长度多态性 153

8.8.4　扩增rDNA限制性分析 153

8.8.5　扩增片段长度多态性 154

8.9　基于核酸杂交技术的多样性分析 154

8.9.1　膜杂交 156

8.9.2　荧光原位杂交 156

8.10　变性梯度凝胶电泳和温度梯度凝胶电泳 157

8.11　海洋微生物多样性的保护和利用 158

参考文献 159

9.　海洋微生物的分离与鉴定 162

9.1　样品的采集 162

9.2　微生物的分离 163

9.2.1 常用微生物纯培养方法 164

9.2.2　细菌的分离 166

9.2.3　放线菌的分离 166

9.2.4　真菌的分离 170

9.2.5　微藻的分离 172

9.3　原核微生物的多相分类 173

9.3.1 经典分类 174

9.3.2　数值分类 175

9.3.3　化学分类 175

9.3.4　分子分类 179

9.4　细菌的快速鉴定系统 185

9.5　放线菌的快速鉴别 186

9.6　真菌分类 187

9.6.1 18S rDNA扩增 188

9.6.2 28S rDNA扩增 189

9.6.3　ITS扩增 190

9.7　菌种的保藏 191

参考文献 194

10．未可培养海洋微生物 197

10.1　什么是未可培养海洋微生物 197

10.2　未可培养海洋微生物的多样性 197

10.3　未可培养海洋微生物难以培养的原因 198

10.3.1 生境条件的改变 198

10.3.2　营养条件的变化 199

10.3.3　群落生存方式的破坏 199

10.3.4　微生物自身因素 199

10.4　未可培养海洋微生物的培养技术 200

10.4.1　稀释培养技术 200

10.4.2　模拟自然培养技术 202

10.4.3　富集培养技术 203

10.4.4　混合培养技术 204

10.5　未可培养海洋微生物的分子技术——宏基因组法 204

10.5.1　宏基因组简介 204

10.5.2　宏基因组文库的构建 206

10.5.3　宏基因组文库的筛选 209

参考文献 211

11．海洋微生物基因组学 214

11.1　什么是海洋微生物基因组学 214

11.2　海洋微生物基因组学研究概况 214

11.3　海洋微生物基因组学研究内容 215

11.3.1 结构基因组学 215

11.3.2　功能基因组学 219

11.3.3　比较基因组学 222

11.4　几种海洋微生物基因组研究实例 223

11.4.1 细菌Silicibacter pomeroyi基因组 223

11.4.2 海洋原绿球藻Prochlorococcus marinus SSl20基因组 225

11.4.3　硅藻Thalassiosira pseudonana基因组 226

11.4.4 海洋嗜盐古菌Haloarcula marismortui基因组 228

11.4.5　对虾白斑杆状病毒（WSBV）基因组 228

参考文献 230

12．赤潮 233

12.1　赤潮概述 233

12.1.1 赤潮及赤潮生物 233

12.1.2　赤潮的分类 233

12.2　赤潮发生的原因 234

12.2.1 生物因素 235

12.2.2　化学因素 235

12.2.3　物理因素 236

12.3　赤潮发生的过程 237

12.4　赤潮的危害 238

12.4.1 赤潮对海洋生态系统的影响 239

12.4.2　赤潮对海洋渔业和水产资源的破坏 239

12.4.3　赤潮对人体健康的危害 239

12.5　赤潮的预防及治理 242

12.5.1　赤潮的预防 242

12.5.2　赤潮的治理 243

参考文献 247

13．微生物与海水养殖 249

13.1 海水养殖概况 249

13.2 海水养殖病害 250

13.3 海水养殖病原微生物 250

13.3.1 常见病原性细菌 250

13.3.2 常见病原性真茵 258

13.3.3 常见病原性病毒 259

13.4 病原微生物的致病机理 266

13.4.1 细菌的致病机理 267

13.4.2 真菌的致病机理 268

13.4.3 病毒的致病机理 268

13.5 海水养殖病原微生物的诊断 268

13.5.1 形态检查 268

13.5.2 分离培养 269

13.5.3 生化试验 269

13.5.4 血清学试验 269

13.5.5 分子生物学技术 270

13.6 海水养殖病原微生物的综合防治 271

13.7 海水养殖中的有益微生物 271

13.7.1　有益微生物的定义 271

13.7.2　海水养殖中的有益微生物种类 271

13.7.3　微生态制剂在海水养殖中的作用 274

参考文献 275

14．海洋微生物天然产物 277

14.1　海洋微生物天然产物研究历程 277

14.2　海洋微生物天然产物的特点 278

14.3　海洋微生物天然活性产物的筛选 279

14.3.1　抗菌活性筛选 279

14.3.2　抗肿瘤活性筛选 281

14.3.3　抗病毒活性筛选 285

14.3.4　高通量筛选技术 286

14.4　海洋微生物抗菌、抗肿瘤、抗病毒活性物质 287

14.4.1　从海洋微生物中寻找新的抗茵化合物 287

14.4.2　从海洋微生物中寻找新的抗肿瘤化合物 291

14.4.3　从海洋微生物中寻找新的抗病毒化合物 294

14.5　海洋微生物酶 296

14.5.1　蛋白酶 296

14.5.2　脂肪酶 297

14.5.3　几丁质酶 297

14.5.4　琼脂糖酶 298

14.5.5　卡拉胶酶 299

14.5.6　褐藻胶裂解酶 299

14.5.7　纤维素酶 300

14.5.8　极端嗜热酶 300

14.6　海洋微生物油脂 301

14.6.1　二十碳五烯酸 301

14.6.2　二十二碳六烯酸 302

14.6.3　γ-亚麻酸 304

14.6.4　花生四烯酸 305

14.7　海洋微生物毒素 305

14.7.1　蓝藻毒素 306

14.7.2　河豚毒素 308

14.7.3　西加鱼毒 308

14.7.4　海兔毒素 309

14.8　海洋微生物新药的开发 309

14.8.1　海洋微生物新药评价的基本程序 309

14.8.2　海洋微生物新药评价的基本要求 310

参考文献 310

附录　部分培养基配方 315

索引 318