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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rRNA149

8.7.2 真核微生物rRNA150

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