本书主要由中国海洋大学从事海洋微生物学研究的相关人员结合自身教学与科研实践并参考国内外最新文献编写而成。全书共分为15章，包括海洋微生物学概论、海洋原核生物的结构及特性、海洋细菌、海洋古菌、海洋真核微生物、海洋病毒、海洋极端环境中的微生物、海洋微生物在生态系统中的作用、海洋环境中活的非可培养状态细菌、鱼类的微生物病害及防治、海洋微生物的开发利用、海洋微生物的采样技术、海洋微生物的分离培养与保藏技术、海洋细菌的分类与鉴定技术、海洋环境微生物的检测技术。本书内容丰富、层次分明、图文并茂、实用性强，力求从个体和群体水平上阐述海洋微生物学的基本规律，突出该学科的重点、难点和生长点。
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目录
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第1章 海洋微生物学概论1
1.1 海洋微生物及其重要性1
1.1.1 什么是海洋微生物？1
1.1.2 海洋微生物的重要性1
1.2 海洋微生物学的发展历程2
1.2.1 1676～1950年——对海洋微生物的早期认识3
1.2.2 1951～1976年——海洋微生物学的迅速发展4
1.2.3 1977～1995年——分子生物学时代5
1.2.4 1996年至今——基因组时代8
1.3 海洋微生物的主要类群9
1.3.1 细胞型生物10
1.3.2 非细胞型生物——病毒13
1.4 海洋微生物的主要特征13
1.4.1 大小14
1.4.2 形态结构特征15
1.4.3 生理特征16
1.4.4 培养特征19
1.5 海洋微生物的栖息环境20
1.5.1 海洋环境20
1.5.2 水体生境21
1.5.3 海雪22
1.5.4 沉积物23
1.5.5 海冰25
1.5.6 热液喷口和冷泉25
1.5.7 活的生物26
1.5.8 生物被膜和微生物席27
主要参考文献27
复习思考题28
第2章 海洋原核生物的结构及特性30
2.1 海洋原核生物的形态结构30
2.1.1 原核生物的细胞形态30
2.1.2 细胞壁31
2.1.3 细胞质膜和其他内膜结构35
2.1.4 拟核与核糖体37
2.1.5 内含物37
2.1.6 荚膜和糖被42
2.1.7 鞭毛及菌毛43
2.2 海洋原核生物的能量代谢48
2.2.1 能量来源和碳源48
2.2.2 光能营养菌的能量产生49
2.2.3 化能异养菌的能量产生52
2.2.4 化能自养菌的能量产生53
2.3 海洋原核生物的营养及生长55
2.3.1 营养要素55
2.3.2 细菌的生长周期56
2.3.3 细胞活力57
2.3.4 营养物浓度对生长的影响58
2.4 海洋原核生物的群体感应与生物被膜59
2.4.1 细菌的群体感应59
2.4.2 细菌的生物被膜61
2.5 海洋原核生物的基因组学63
2.5.1 核基因组63
2.5.2 质粒66
主要参考文献67
复习思考题68
第3章 海洋细菌69
3.1 细菌分类系统69
3.2 海洋细菌的主要类群概述72
3.3 变形菌门73
3.3.1 a-变形菌纲74
3.3.2 β-变形菌纲78
3.3.3 γ-变形菌纲78
3.3.4 -变形菌纲88
3.3.5 -变形菌纲90
3.3.6 ζ-变形菌纲91
3.4 蓝细菌门92
3.4.1 基本特征92
3.4.2 形态和分类92
3.4.3 固氮作用93
3.4.4 原绿球藻属和聚球藻属93
3.4.5 微生物席和叠层石94
3.5 拟杆菌门95
3.6 厚壁菌门和放线菌门96
3.6.1 厚壁菌门96
3.6.2 放线菌门98
3.7 浮霉菌门、疣微菌门和黏结球形菌门100
3.7.1 浮霉菌门100
3.7.2 疣微菌门101
3.7.3 黏结球形菌门102
3.8 绿菌门、绿弯菌门、硝化螺菌门和脱铁杆菌门102
3.8.1 绿菌门102
3.8.2 绿弯菌门103
3.8.3 硝化螺菌门104
3.8.4 脱铁杆菌门105
3.9 酸杆菌门、出芽单胞菌门和螺旋体门105
3.9.1 酸杆菌门105
3.9.2 出芽单胞菌门105
3.9.3 螺旋体门106
3.10 产液菌门、热袍菌门和奇异球菌-栖热菌门107
3.10.1 产液菌门107
3.10.2 热袍菌门108
3.10.3 奇异球菌-栖热菌门108
主要参考文献109
复习思考题111
第4章 海洋古菌113
4.1 古菌分类系统113
4.2 广古菌门115
4.2.1 产甲烷古菌115
4.2.2 厌氧甲烷氧化古菌118
4.2.3 热球菌目120
4.2.4 古生球菌属和铁古球菌属120
4.2.5 极端嗜盐菌121
4.2.6 Marine GroupⅡ.123
4.3 泉古菌门124
4.4 奇古菌门125
4.5 深古菌门128
4.6 初生古菌门129
4.7 纳米古菌门130
4.8 阿斯加德古菌131
4.9 古菌细胞膜脂及其应用132
主要参考文献134
复习思考题136
第5章 海洋真核微生物138
5.1 真核微生物概述138
5.1.1 真核微生物的主要类群138
5.1.2 真核细胞的结构与功能138
5.2 原生动物140
5.2.1 微型浮游鞭毛类140
5.2.2 纤毛虫142
5.2.3 放射虫和有孔虫143
5.3 真核微藻145
5.3.1 硅藻145
5.3.2 颗石藻类147
5.3.3 甲藻148
5.4 海洋真菌150
5.4.1 海洋真菌的定义与物种数量150
5.4.2 海洋真菌的主要类群及特征151
5.4.3 海洋真菌的生态功能154
5.4.4 几种典型生境的海洋真菌多样性与群落组成157
5.4.5 影响海洋真菌多样性时空分布格局的因素160
5.4.6 海洋真菌的开发利用价值161
主要参考文献162
复习思考题165
第6章 海洋病毒166
6.1 海洋病毒的丰度与生产力168
6.1.1 海洋病毒的丰度及分布168
6.1.2 海洋病毒的计数方法169
6.1.3 病毒的裂解量与生产力171
6.1.4 病毒失活172
6.2 海洋噬菌体的侵染方式172
6.2.1 烈性噬菌体和裂解周期172
6.2.2 温和噬菌体与溶原周期173
6.2.3 慢性侵染174
6.3 海洋病毒的多样性174
6.3.1 基于培养方法研究病毒的多样性174
6.3.2 基于特征基因研究病毒的多样性175
6.3.3 基于宏基因组学研究病毒的多样性175
6.4 海洋病毒和宿主的相互作用176
6.4.1 病毒影响宿主的代谢与表型176
6.4.2 病毒介导宿主的水平基因转移178
6.4.3 病毒与宿主之间的协同进化178
6.5 海洋病毒的重要生态学作用179
6.5.1 海洋病毒维持微生物群落的稳态和多样性179
6.5.2 海洋病毒与生物地球化学循环180
6.6 感染海洋真核生物的病毒181
6.6.1 感染真核生物的核质巨DNA病毒181
6.6.2 感染水产养殖动物的病毒183
主要参考文献186
复习思考题187
第7章 海洋极端环境中的微生物188
7.1 深海环境和深海微生物概况188
7.1.1 深海环境的基本特征188
7.1.2 深海微生物的数量190
7.1.3 深海原核微生物的多样性191
7.1.4 深海真核微生物的多样性192
7.1.5 深海病毒的多样性193
7.2 海底热液喷口与冷泉微生物193
7.2.1 热液喷口微生物193
7.2.2 冷泉微生物197
7.3 深海海沟微生物199
7.4 海底深部生物圈200
7.5 极地微生物201
7.5.1 海冰微生物202
7.5.2 冰川微生物205
7.5.3 极地潮间带沉积物微生物206
7.5.4 南大洋浮游微生物208
7.6 海洋极端环境微生物的环境适应机制209
7.6.1 低温209
7.6.2 高温210
7.6.3 高压213
7.6.4 氧气的毒理效应215
7.6.5 紫外辐射216
7.6.6 高盐218
7.6.7 多重极端条件220
主要参考文献220
复习思考题223
第8章 海洋微生物在生态系统中的作用224
8.1 海洋微生物与碳循环224
8.1.1 海洋微食物环225
8.1.2 海洋碳循环的微生物过程233
8.1.3 海洋对CO2的吸收机制239
8.2 海洋微生物与氮循环241
8.2.1 固氮作用242
8.2.2 硝化作用244
8.2.3 反硝化作用244
8.2.4 厌氧氨氧化作用245
8.2.5 异化硝酸盐还原为铵246
8.2.6 氨化作用246
8.2.7 铵盐和硝酸盐的同化作用246
8.3 海洋微生物与硫循环248
8.3.1 硫氧化作用249
8.3.2 异化硫酸盐还原作用249
8.3.3 同化硫酸盐还原作用251
8.3.4 DMS和DMSP循环251
8.4 海洋微生物与磷、铁和硅循环254
8.4.1 在海洋磷循环中的作用254
8.4.2 在海洋铁循环中的作用256
8.4.3 在海洋硅循环中的作用257
8.5 海洋微生物与全球变化258
8.5.1 微生物与海洋酸化258
8.5.2 微生物与海洋富营养化259
8.5.3 微生物与海洋升温260
8.5.4 微生物与海洋缺氧260
主要参考文献261
复习思考题262
第9章 海洋环境中活的非可培养状态细菌264
9.1 VBNC细菌的发现及主要微生物类群264
9.1.1 VBNC细菌的发现过程264
9.1.2 已报道可进入VBNC状态的主要微生物类群266
9.2 诱导细菌进入VBNC状态的环境因素269
9.2.1 温度269
9.2.2 营养缺乏270
9.2.3 盐度或渗透压270
9.2.4 辐射270
9.2.5 氧气浓度271
9.2.6 杀生剂271
9.3 VBNC细菌的检测方法271
9.3.1 荧光显微镜检测方法272
9.3.2 分子生物学方法273
9.3.3 免疫学方法273
9.4 VBNC细菌的生物学特性274
9.4.1 形态特征274
9.4.2 生理生化特性276
9.4.3 VBNC状态病原菌的致病性276
9.5 细菌进入VBNC状态的机制277
9.5.1 对细菌VBNC状态概念的争议277
9.5.2 细菌进入VBNC状态的内在机制279
9.6 VBNC细菌的复苏研究280
9.6.1 诱导VBNC细胞复苏的因素281
9.6.2 关于VBNC细菌复苏的争论及复苏假说285
9.7 细菌VBNC状态的理论及实际意义286
9.7.1 揭示了细菌的另一种休眠体形式287
9.7.2 解开了霍乱弧菌的“冬隐夏现”之谜287
9.7.3 对生物地球化学循环的重要性287
9.7.4 对基因工程微生物危险性评估的影响288
9.7.5 评价现有常规消毒措施的有效性问题288
9.7.6 对公众健康及流行病学研究的意义289
9.7.7 对菌种保存方法的意义289
9.7.8 对分离培养未培养微生物的意义290
主要参考文献290
复习思考题291
第10章 鱼类的微生物病害及防治292
10.1 微生物病害的诊断292
10.2 细菌性病原的致病机制293
10.2.1 毒力因子293
10.2.2 毒力基因表达的调控297
10.3 细菌性传染病298
10.3.1 弧菌科298
10.3.2 爱德华氏菌属305
10.3.3 杀鲑气单胞菌308
10.3.4 香鱼假单胞菌309
10.3.5 近海黏着杆菌309
10.3.6 鲑鱼鱼立克次氏体310
10.3.7 鲑肾杆菌310
10.3.8 链球菌属和乳球菌属311
10.3.9 分枝杆菌属和诺卡氏菌属313
10.4 鱼类传染性病害的控制314
10.4.1 海水养殖鱼的健康管理314
10.4.2 抗微生物制剂314
10.4.3 疫苗316
10.4.4 免疫增强剂和益生菌322
10.4.5 病原菌群体感应淬灭技术322
10.4.6 噬菌体治疗325
主要参考文献326
复习思考题327
第11章 海洋微生物的开发利用329
11.1 益生菌在海水养殖中的应用330
11.1.1 益生菌的概念330
11.1.2 益生菌的作用机制330
11.1.3 光合细菌作为益生菌在海水养殖中的应用335
11.1.4 益生菌在海水养殖中的应用前景337
11.2 海洋微生物在海洋药物开发中的应用价值338
11.2.1 抗生素340
11.2.2 抗病毒和抗肿瘤化合物343
11.2.3 抗心脑血管病化合物344
11.2.4 海洋生物毒素346
11.2.5 酶346
11.3 海洋微生物在环境修复中的作用349
11.3.1 海洋微生物对石油污染物的降解349
11.3.2 海洋微生物对持久性有机污染物的降解350
11.3.3 海洋微生物在降解微塑料中的作用351
11.3.4 作为生物传感器检测环境有毒化合物352
11.4 海洋微生物引起的生物污着、生物腐蚀及其防护352
11.4.1 生物污着及其防护352
11.4.2 生物被膜在大型生物附着过程中的作用354
11.4.3 微生物对金属的腐蚀及其防护354
11.4.4 微生物对木材的腐损及其防护356
11.5 海洋微生物在仿生学领域中的应用价值357
11.5.1 海洋微生物在纳米技术领域的应用潜力357
11.5.2 海洋微生物在生物电子学技术领域的应用潜力358
主要参考文献358
复习思考题360
第12章 海洋微生物的采样技术361
12.1 海水样品的采集361
12.1.1 国际上常用的采水器361
12.1.2 国内改制的采水器366
12.2 海洋沉积物样品的采集367
12.2.1 浅层泥样367
12.2.2 深层泥样370
12.3 海冰样品的采集371
12.4 海水和沉积物样品的储存372
12.5 海洋调查装备372
主要参考文献375
复习思考题376
第13章 海洋微生物的分离培养与保藏技术377
13.1 海洋异养细菌分离与培养的基础方法377
13.1.1 ZoBell2216E培养基377
13.1.2 简化的2216E培养基378
13.1.3 海洋R2A培养基378
13.1.4 人工海水培养基379
13.1.5 单一基础培养基380
13.1.6 低营养富集培养基382
13.1.7 寡营养异养培养基383
13.2 特殊海洋异养细菌的分离与培养383
13.2.1 海洋弧菌的分离与培养383
13.2.2 海洋放线菌的分离与培养385
13.2.3 海洋趋磁细菌的分离与培养387
13.2.4 海洋DMSP合成/降解菌的富集培养389
13.2.5 海洋烷烃降解菌的分离与培养391
13.2.6 海洋厌氧菌的分离与培养393
13.3 海洋化能自养菌的分离与培养394
13.3.1 海洋自养硫氧化菌的MMJHS培养基394
13.3.2 海洋硫氧化菌的富集培养395
13.3.3 海洋硝化细菌的分离与培养396
13.4 海洋蓝细菌的分离与培养397
13.4.1 分离海洋蓝细菌的BG-11培养基397
13.4.2 分离海洋蓝细菌的SN培养基398
13.5 海洋古菌的分离与培养399
13.5.1 海洋氨氧化古菌合成培养基399
13.5.2 海洋嗜盐古菌的分离与培养400
13.6 海洋真菌的分离与培养403
13.6.1 海洋沉积物样品真菌的分离方法403
13.6.2 海水样品真菌的分离方法403
13.6.3 藻类组织样品真菌的分离方法404
13.6.4 海洋真菌的分离培养基404
13.7 海洋微生物培养新技术405
13.7.1 改良的传统培养方法405
13.7.2 微操作技术406
13.7.3 极限稀释培养法407
13.7.4 扩散室培养法407
13.7.5 分离芯片法408
13.7.6 微囊化培养法409
13.7.7 生物反应器连续培养法410
13.7.8 I-tip原位培养法411
13.8 海洋微生物的保存方法412
13.8.1 暂时保存法412
13.8.2 长期保存法413
13.8.3 特殊菌株的保存414
13.8.4 菌种保藏中心414
主要参考文献415
复习思考题417
第14章 海洋细菌的分类与鉴定技术418
14.1 海洋细菌分类与鉴定的基本流程418
14.2 形态特征分析方法419
14.2.1 菌落形态419
14.2.2 细胞形态和大小420
14.2.3 细胞的染色反应421
14.2.4 细菌的运动性422
14.2.5 色素422
14.3 生理生化特征分析方法422
14.3.1 温度试验422
14.3.2 耐盐试验423
14.3.3 pH试验423
14.3.4 O/129敏感性试验423
14.3.5 氧化酶和过氧化氢酶试验424
14.3.6 H2S产生试验424
14.3.7 柠檬酸盐利用试验424
14.3.8 硝酸盐还原试验424
14.3.9 V-P反应和甲基红反应425
14.3.10 吲哚产生试验425
14.3.11 Thornley’s精氨酸双水解酶试验425
14.3.12 莫勒氏精氨酸、赖氨酸和鸟氨酸脱羧酶试验426
14.3.13 苯丙氨酸脱氨酶试验426
14.3.14 氧化/发酵试验426
14.3.15 葡萄糖产气试验427
14.3.16 糖发酵产酸试验427
14.3.17 唯一碳源的利用试验427
14.3.18 厌氧试验428
14.3.19 酶的产生试验428
14.4 化学特征分析方法431
14.4.1 肽聚糖431
14.4.2 脂肪酸432
14.4.3 极性脂432
14.4.4 呼吸醌433
14.5 分子遗传学特征分析方法433
14.5.1 16SrRNA基因序列分析433
14.5.2 DNAG+C含量测定435
14.5.3 核酸杂交分析436
14.5.4 多位点序列分析436
14.5.5 全基因组测序437
14.6 细菌快速鉴定系统437
14.6.1 API系统438
14.6.2 BIOLOG系统439
14.6.3 MIDI系统440
14.7 海洋细菌新分类单元的命名及发表440
14.8 展望440
主要参考文献441
复习思考题441
第15章 海洋环境微生物的检测技术443
15.1 海洋微生物计数法443
15.1.1 显微镜直接计数法443
15.1.2 培养计数法446
15.2 流式细胞术448
15.3 分子生物学技术451
15.3.1 16SrRNA基因分子标记451
15.3.2 PCR检测技术454
15.3.3 荧光原位杂交技术454
15.3.4 实时荧光定量PCR技术456
15.3.5 同位素示踪技术456
15.3.6 克隆文库技术457
15.4 高通量检测技术459
15.4.1 扩增子高通量测序技术459
15.4.2 基因芯片技术460
15.4.3 微生物宏基因组学技术461
15.5 单细胞分析技术463
15.5.1 单细胞基因组学463
15.5.2 单细胞代谢分析技术464
主要参考文献466
复习思考题467
名词索引468
物种中文名索引477
物种拉丁名索引486
京公网安备 11010102004214号