环境中微生物的主要类群

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章,环境中微生物的主要类群,环境卫生学教研室,舒为群,本章,主要内容,概述,第一节 原核细胞型微生物,第二节 真核细胞型微生物,第三节 非细胞型微生物,环境微生物分为：,真核细胞型微生物,原核细胞型微生物,非细胞型微生物,第一节、原核细胞型微生物,一、,细菌,二、,放线菌,三、鞘细菌,四、滑动细菌,五、,蓝细菌,在原核型微生物中占主要地位；,基本结构有细胞壁、细胞膜、细胞质、核质、,质粒,等；,质粒是细菌染色体以外的遗传物质，为闭合环状双股,DNA，,带有遗传信息，控制细菌的某些遗传性状（有性生殖、细菌毒力、耐药性、代谢酶等）。,分为球菌、杆菌和螺形菌三类；,可能具有特殊结构，如鞭毛、荚膜、芽孢和菌毛等。,以简单二分裂法无性繁殖，仅需,2030,分钟,一、细菌,（,Bacteria）,（2,）环境中常见致病菌与条件致病菌,P23-24,表3-1,（3,）环境中其他常见细菌,假单胞菌属,黄杆菌属,产碱杆菌属,无色杆菌属,微球菌属,乳杆菌属,其它细菌,假单胞菌属（,Pseudomonas,）,革兰阴性杆菌，有鞭毛能运动.,在自然界分布广泛，因本菌属在低温条件下能很好生长，可引起,冷藏食品的腐败变质,。,能利用多种有机物（是迄今为止发现的自然界杂食性最强的微生物，能以,80,多种有毒有机物为碳源），故在自然界物质转化中起重要作用，常被作为污染物生物降解的筛选菌种,。,*环境中已经发现的具有较强分解能力的代表性微生物,（引自“生物催化和生物降解有机化合物的微生物转化”）,恶臭假单胞菌,F1（Pseudomonas,putida,F1）,:,能以多种合成有机物作为惟一碳源和能源,矢野鞘氨醇单胞菌,B1 (,Sphingomonas,yanoikuyae,B1)：,能以多种芳香族化合物作为惟一碳源和能源,红球菌属(,Rhodococcus,)：,能催化多种合成有机物降解,雅致小克银汉霉(,C.,elegans,)：,能以原油作为惟一碳源和能源；还能代谢强致癌物苯并(,a),芘,Transmission electron microscope photos,CQ030301 20000,CQ030303 20000,CQ030302 20000,According to the growing characteristics, biochemical properties, and the sequences of 16SrDNA, they had been identified as :,CQ030301:,Rhodococcus pyridinivora,(,红球菌),CQ030302:,Rhodococcus ruber,(,赤红球菌),CQ030303:,Rhodococcus ruber,MS (,赤红球菌),Scanning electron microscope photo of CQ01,，CQ02，0CQ3。,3000,二、放线菌,(,Actinomycetes,),放线菌可以形成菌丝及菌丝体，且以菌丝断裂、形成分生胞子或胞子囊的形式繁殖（较细菌复杂），,所以放线菌是比细菌更高一级的进化类群。,在自然界分布广泛，尤其在土壤中。,少数菌种对人类有致病作用，如星形偌卡菌引起肺部化脓性感染。,可分解多种有机物质（烃类、氰类、吡啶、纤维素等），在环境治理中具有潜在应用价值。,放线菌的代表属：,链霉菌属：,是最高等的放线菌。多生活在土壤中。,是产生抗生素菌株的主要来源，,如链霉素由灰色链霉菌产生，而土霉素是由龟裂链霉菌产生。,偌卡菌属：,部分可,对人致病。星形偌卡菌引起肺化脓性感染。巴西偌卡菌主要在皮肤创伤后引起感染，感染以化脓和坏死为特征，称为分枝菌病。,小单胞菌属：,棘孢小单胞菌可产生庆大霉素。,为单细胞生物，呈球形或杆状，主要行分裂繁殖。,过去称为蓝藻或蓝绿藻,（,Blue-green algae）,近年根据其仅有原始核而将其列入原核细胞型微生物。,光合型微生物，光合色素主要为叶绿素,及藻蓝（青）素。,在自然界分布广泛。生活在淡水中的蓝细菌，是水生态系统食物链中的重要一环。但水质污染时，可过量繁殖，形成“,水华,”。,蓝细菌的常见属：微囊藻属、鱼腥藻属、颤藻属,五、蓝细菌,(,Blue bacteria,Cyanobacteria,),第二节真核细胞型微生物,具有分化程度较高的真正的核，有核膜、核仁和染色体，胞浆内有完整的细胞器。,真菌,藻类（低等植物）,原生动物 （低等动物）,一,、真菌（,Fungus）,真菌与原生生物的主要区别在于有较硬的细胞壁而原生生物没有（胞壁不含肽聚糖，多含几丁质）,真菌按形态分为,单细胞,和,多细胞,两类。,单细胞真菌为,酵母菌,和,类酵母菌,（,yeast,）.,多细胞真菌又称,霉菌,(,mold)。,分布广泛，存在于各种环境和生物体内。,卫生学效应：,引起物质变质腐烂的主要原因,发酵、制药、食品工业等中具有重要作用,少数致病,（,一）环境中常见酵母菌,（,Yeast）,形态与结构：,为卵圆、球或柱状等多形态的单细胞生物。,繁殖方式：,繁殖方式为芽殖（出芽生殖）、少数借产生横隔膜分裂繁殖（裂殖）、两性结合形成子囊孢子,常见代表属：,酵母菌属：,重要的菌种如啤酒酵母用于酿酒和面包发酵,；鲁氏酵母及蜂蜜酵母可使果酱等糖制品和蜂蜜变质。,假丝酵母属：,有发酵酒精能力。代表菌种为,产朊假丝酵母,，由于细胞内富含蛋白质及维生素,B，,成为食用酵母和饲料酵母的重要菌种。,（二）环境中常见霉菌,(,mold),形态与结构：由菌丝和孢子组成。,霉菌常见代表属,曲霉属：,广泛分布于谷物、土壤等上，分解有机质能力极强，可造成霉变。为酿造、食品、制药行业的重要菌属。,青霉属：,典型结构为帚状枝，产生单轮或多轮对称或不对称的扫帚状小梗，多呈蓝绿色。,镰刀菌属：,环境中常见，为植物激素产生菌和工农业生产有用菌。,根霉属：,分布广泛，分解有机质能力极强。生物制品领域应用多。,毛霉属：,较根霉小。其分解淀粉、蛋白质能力极强，常与根霉一样常用于发酵工业，同时也是环境物质循环中的常见菌。,木霉属：,常寄生于某些真菌子实体上，是栽培蘑菇的劲敌。木霉可以生产纤维素霉、合成核黄素、产生抗生素等。,二、藻类,（,algae）,藻类是一大群低等植物，细胞分化比较低级,(,无跟茎叶花等,),。广泛浮游于淡水及海水的上层，也称浮游生物或浮游植物,（,phytoplankton）。,是水生生态系统的初级生产者，是水生食物链的关键环节。,形态与结构 ：,形态：多种多样，单细胞或多细胞。含叶绿体，行光合作用，同时呈现不同的颜色。,生理特征：行植物光合作用。利用二氧化碳，对,N、P,需求多。,常见藻类 ：,绿藻：,因藻体中含叶绿素及少量叶黄素，细胞呈草绿色。小球藻（富含蛋白质和脂肪，可大量培养作为饲料和食品）、栅藻 、衣藻 。,硅藻：,单细胞存在或群体存在，细胞壁为两个藻瓣相扣。藻瓣中含有大量硅质和果胶质，硅藻死亡后，形成硅藻土，可作为过滤剂、绝缘剂等。,甲藻：,海洋“赤潮”也常由甲藻大量增殖引起；甲藻产毒可积于贝体而使人体中毒。,三、原生动物,形态与构造 ：,单细胞低等动物，但结构较为复杂，是一个独立而完整的机体。,营养与繁殖：,大部分为异养生活，少数能自养生活。,有无性繁殖和有性繁殖。,卫生学意义：,水中重要浮游生物。可吞食细菌，在污水处理中起一定作用。,某些种类是病原体。,环境中常见原生动物目前已知有,15000,种：,鞭毛纲：,运动细胞器是鞭毛，具有一至多根鞭毛。如绿眼虫、波豆虫、滴虫等。多生活在污水中。,肉足纲：,运动器官是伪足，也是摄食器官。多无固定的形态，细胞质可伸缩变动而形成伪足。最常见的代表有变形虫。,纤毛纲：,运动细胞器是纤毛。在活性污泥污水处理池中，常以原生动物的类群与比例作为污水净化的指标。一般情况下，普通单体钟虫与群体钟虫较多时，说明污泥爆气池运转正常。,孢子虫纲：,运动细胞器缺如，有复杂的生活史。为寄生，如间日疟原虫等。,第三节非细胞型微生物,特征：,不具有细胞结构，具有体积极小、结构简单、专性寄生、抵抗力特殊的特点。,环境中的病毒 ：,空气中病毒：,如流感病毒、鼻病毒、腮腺炎病毒、麻疹病毒、天花病毒、水痘病毒、风疹病毒、腺病毒等。,水中病毒：,多为肠道病毒。,土壤中病毒：,土壤中病毒可吸附于颗粒内而延长存活时间。,食品中病毒：,主要是甲型传染性感染和胃肠炎。许多疾病与食用贝类有关。如,1988,年上海甲肝大流行。,第四章,卫生微生物,研究和检测的方法,本章,主要内容,第一节 卫生微生物检测的特点及基本原则,第二节 卫生指示微生物,第三节 卫生微生物研究和检测的方法,第四节 卫生微生物研究和检测方法发展前景,第一节,卫生微生物检测的特点与基本原则,特点：,检测对象：致病、非致病、条件致病微生物,标本来源：人体、环境,环境中致病微生物数量少，需要特异的检测方法，并且多依靠指示微生物,原则：,样品的采集原则,样品的运送原则,实验室检验原则,一、样品的采集原则,（一）样品必须要有代表性,:,采样量：满足检测要求,采样部位：均匀采样,采样时间：便于分析微生物的动态变化,采样批号：尽量检测每个批号,（二）避免对样品的污染,器材灭菌、无菌操作,（三）避免对样品中微生物的杀灭和抑制,避免有毒物质的残留和高温影响,（四）对样品进行详细的标记,这是基本要求,卫生微生物检测的基本原则,二、样品的运送原则,尽快送检：,一般,3-4,h,内送检，减少细菌死亡和进一步繁殖带来的影响。,注意保护待检的微生物：,一定的温度,加保护剂,运送培养基，如病毒、厌氧菌等,进行完善的样品交接,必须有样品送检单，与实验室人员逐项核对后交接,卫生微生物检测的基本原则,三、实验室检验原则,具有相应的实验室硬件设施：,1级（,P4,实验室）：可检验危害性最严重的病原体，如天花病毒、,HIV、SARS,病毒等。,2,级（,P3,实验室）：可检验特殊危险致病菌，如霍乱菌。,3,级（,P2,实验室）：检验一般致病菌。,4,级（,P1,实验室）：检验非致病菌。,具有合格的人员和标准检验方法,人员要有资质，并经常接受培训,采用国家标准方法或公认方法（,WHO、EPA,等）,卫生微生物检测的基本原则,加强实验室质量控制,仪器、设备、试剂：定期检定和校准,注意记录和核查：如,GLP,实验室,报告规范：数据规范，完整签名盖章,实验室应有应急措施,应对突发事件能力,需做多种检验时，微生物优先,恰当的样品处理与检验,卫生微生物检测的基本原则,卫生微生物检测的基本原则,第二节卫生检验中的指示微生物,指示微生物（,indicator microorganism）,定义,：,在常规卫生监测中，用以反映检品卫生状况及安全性的指示性微生物。,设定指示微生物的原因,微生物（包括致病和非致病的）种类繁多，不可能一一检测,环境中致病微生物往往数量少，检测困难，需要用相对易于检测的微生物来间接反映,指示微生物,一、指示微生物的选择,选择原则：,数量大、易于检出，方法简单。,指示微生物的种类：,反映微生物综合污染,：细菌、霉菌和酵母菌落总数,反映微生物污染来源,：粪便污染指示菌（大肠菌群、粪大肠菌群）;空气污染指示菌（溶血性链球菌等）,不得检出的致病微生物,间接反映致病微生物,：如反映肠道病毒的噬菌体等,消毒效果指示菌：,嗜热脂肪芽孢杆菌（压力蒸汽灭菌）；短小芽孢杆菌（电离辐射灭菌）；枯草杆菌黑色变种芽孢（环氧乙烷灭菌）,指示微生物,二、,常用的指示微生物,（一）综合污染指标,菌落总数,定义：,单位量的被检样品,(,g、ml、cm,2、,m,3,),内，所含有的能在某种培养基上经一定条件培养后生成的菌落数量。,表述：,细菌菌落总数,（不能说细菌总数）,、霉菌和酵母菌菌落总数。,cfu,/g、,cfu,/ml。(,cfu,，colony forming unit),意义：,综合判定检样被微生物污染程度。,方法：,标准平板计数法、表面涂布法,指示微生物,（二）来源污染指标,粪便、空气污染指示菌,粪便污染指示菌：,大肠菌群；,粪大肠菌群；其他,空气污染指示菌：,口腔和鼻腔的,链球菌,（无人居住的房屋空气中也没有链球菌，房屋内住人越多，链球菌的含量亦越高）。,一般用草绿色链球菌与溶血性链球菌合起来计算,指示微生物,（三）,不得检出的致病菌,微生物,主要危害,主要指示作用,沙门菌,肠道致病菌,口服药、食品不得检出,志贺菌,菌痢,食品不得检出,金葡菌,局部化脓、食物中毒,食品、化妆品、外用药不得检出；游泳池水指标菌,乙型溶血性链球菌,食物中毒,食品污染,铜绿假单胞菌,条件致病菌,外伤、眼科用药、化妆品不得检出，游泳池水指标菌,破伤风梭菌,外伤皮肤感染,外用药不得检出,指示微生物,（四）间接反映致病微生物存在的指示菌,肠道病毒指示微生物,指示物,优点,缺点,应用,大肠杆菌噬菌体,f,2,与,肠道病毒耐受性相似；存在于人粪中；检测较简便,粪便中数量少；可能在环境中繁殖；检测结果受大肠杆菌,DNA,噬菌体影响,水中病毒消毒效果评价指标,脊髓灰质炎病毒减毒疫苗株,操作安全,非,所有粪便有；检测困难,应用于消毒学和水中病毒研究,指示微生物,第三节卫生微生物研究和检测的方法,（一）样品的处理,（二）损伤菌的复苏,（三）选择性增菌与分离,（四）定量计数方法,（五）分型鉴定的方法,混匀样品（非常重要）,液体：电动混匀、手摇混匀、敲打混匀,固体：搅碎混匀、研磨混匀、匀浆混匀,样品浓缩,沉淀法,过滤法,吸附沉淀法,卫生微生物研究和检测的方法,一、样品的处理,环境样品微生物，在采样送检等过程中，受各种不利因素作用，可发生,亚致死性损伤,。用普通培养方法不容易培养。需预先进行复苏（,resuscitation）,或修复,(,repair),才能培养。,无选择压力的培养环境,较低的培养温度,卫生微生物研究和检测的方法,二、损伤菌的复苏,检测的困难：,微生物小、少、混合。,选择方法：,抑制其它微生物生长、促进目标微生物生长,物理方法：,厌氧条件培养厌氧菌、光照条件培养藻类等,化学方法,：根据微生物的营养需求，加入特制的促进或抑制生长的物质,卫生微生物研究和检测的方法,Obligate Aerobes,三、,对目的菌的选择性增菌与分离,Selective Media,EMB (Eosin,Methylene,Blue),dyes inhibit Gram (+) bacteria,selects for Gram (-) bacteria,G.I. Tract infections caused by Gram (-) bacteria,Membrane Filter Method (Endo agar with,coliform,growth),计数,直接（显微镜下计数、比浊法）,间接,（使菌繁殖）,倾注平板法,表面涂布法,MPN,法,“单个菌” “菌落”而计数,统计学方法,卫生微生物研究和检测的方法,四、微生物定量计数法,（一）,倾注平板法,10,倍梯度准确稀释待测样品，准确将稀释物定量均匀地倾注到琼脂培养基中，培养后计数菌落。,使一个平板上生长的菌落数在,30-300,之间时最利于计数。,（二）,表面涂布法,将样品定量涂布在琼脂培养基的表面，培养后，计数表面生长的菌落数。,卫生微生物研究和检测的方法,（三）,最可能数法,MPN,法（最常用于大肠群记数）,多次稀释直至最后的稀释度可能无菌，每个梯度均接种,3,个培养管，根据各梯度培养管中细菌生长情况，查表计算微生物,MPN,数（,most probable number）。,（,四）,其它方法,显微镜直接记数法、比浊记数法、计算机辅助自动记数、滤膜法等,五、分型鉴定的方法（确定微生物的同源性）（自学）,血清学分型,噬菌体分型,细菌素分型,耐药谱分型：标准纸片,-,琼脂法（,K-B,法）,质粒图谱法：,其它：,PCR、,核酸杂交、,G+C,含量、基因芯片、蛋白质芯片。,复习思考题,卫生微生物检测的基本原则？,指示菌：为何要用？分哪几类？各类的卫生意义？,为何要进行样品处理？怎样处理？,选择性增菌、分离的用途？有哪些方法？,定量计数的方法有哪些？,有哪些分型鉴定方法？,谢谢,