微生物的分化與發(fā)育

第五章微生物的分化與發(fā)育第一節(jié)營養(yǎng)體分化第二節(jié)孢子形成第三節(jié)多細(xì)胞結(jié)構(gòu)與分化分化與發(fā)育是極為普遍的生命活動現(xiàn)象。它們不僅存在于高等動、植物中，同樣也存在于各類微生物中。然而，微生物的分化與發(fā)育比高等動物，植物的分化與發(fā)育簡單的多，原始的多。

所謂分化是指細(xì)胞在一定條件下，朝不同方向發(fā)展，使其形態(tài)結(jié)構(gòu)，生理功能發(fā)生一系列的變化，最終導(dǎo)致一種細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N細(xì)胞的過程。微生物的分化一般只發(fā)生在細(xì)胞水平，只有少數(shù)種類的微生物會由分化細(xì)胞形成分化“組織”，但決不像動物，植物那樣形成由多種分化組織組成的器官及由多個分化器官形成的系統(tǒng)。

所謂發(fā)育是指生物體經(jīng)過生長和分化使機體由小到大，由簡單到復(fù)雜，由性不成熟到性成熟的過程。微生物的發(fā)育階段遠(yuǎn)不像動植物那樣清晰可辨，因此可以把微生物的發(fā)育定義為使機體進(jìn)一步復(fù)雜化的過程。對于單細(xì)胞的微生物來說，個體生長的過程或個體生長與發(fā)育的過程都可以被認(rèn)為是發(fā)育；而對于多細(xì)胞的微生物來講，發(fā)育則包括了生長，分化，性成熟，甚至多細(xì)胞結(jié)構(gòu)（如子實體）形成的全部過程。

微生物的分化與發(fā)育現(xiàn)象雖然已被觀察到了很多年，但是有關(guān)微生物分化與發(fā)育的研究一直停留在形態(tài)變化的描述和環(huán)境條件的影響方面。最近十多年來，由于引進(jìn)了細(xì)胞學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)的研究成果和采用了先進(jìn)的儀器設(shè)備與分析手段，使得微生物分化與發(fā)育的生理學(xué)研究日趨深入，逐步進(jìn)行分子水平。到目前為止，已對多種微生物的分化與發(fā)育進(jìn)行過深入研究，包括分化與發(fā)育同環(huán)境因素的關(guān)系，分化與發(fā)育的生化基礎(chǔ)，分化與發(fā)育基因調(diào)控以及分化細(xì)胞的分子結(jié)構(gòu)等。我們已經(jīng)了解到微生物分化與發(fā)育的一般規(guī)律，即二者均受環(huán)境條件啟動，由指定基因控制，在一系列有序的生理生化反應(yīng)的基礎(chǔ)上表現(xiàn)出了形態(tài)上的變化。

研究微生物的分化與發(fā)育過程不僅有著重要的理論意義，有助于全面系統(tǒng)地揭示微生物生命活動的規(guī)律，而且也有著重要的應(yīng)用價值。倘若我們了解和掌握了微生物分化與發(fā)育的規(guī)律，就可以人為地控制它們的分化與發(fā)育行為，造福人類。例如，白假絲酵母菌在寄生與非寄生條件下表現(xiàn)出二形態(tài)分化，了解這種分化的規(guī)律就能夠提供防止它們致病的手段與方法。又如，只要掌握了食用菌子實體發(fā)育的條件與規(guī)律就可以更加自覺地指導(dǎo)生產(chǎn)加強管理，不斷增加栽培品種和提高單位產(chǎn)量，生產(chǎn)出更多更好的食用菌以改善人們的生活。

對于微生物分化與發(fā)育的研究，盡管已經(jīng)廣泛開展并在某些種類的微生物中取得了很大的成就，但仍有不少問題不太清楚或根本就一無所知。根據(jù)現(xiàn)有資料可以將微生物的分化與發(fā)育分為三種類型：營養(yǎng)體分化，孢子形成和多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的發(fā)育與分化。第一節(jié)營養(yǎng)體分化

一、節(jié)桿菌細(xì)胞形態(tài)的轉(zhuǎn)變二、根瘤菌的形態(tài)分化三、絲狀藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)分化四、毛霉和酵母菌的形態(tài)分化

在一些微生物中，我們常可以看到一種形態(tài)的營養(yǎng)細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N或幾種形態(tài)的營養(yǎng)細(xì)胞。這一轉(zhuǎn)變過程被稱為營養(yǎng)體分化。營養(yǎng)體分化常與環(huán)境條件的變化密切相關(guān)，是機體對環(huán)境條件的一種應(yīng)答。當(dāng)環(huán)境條件改變后，一種形態(tài)的營養(yǎng)細(xì)胞就啟動與營養(yǎng)體分化有關(guān)的基因，于是細(xì)胞的代謝方式和細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，隨即轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形態(tài)的營養(yǎng)細(xì)胞。當(dāng)環(huán)境條件恢復(fù)后，這種營養(yǎng)體分化還可以向逆方向進(jìn)行，從而使細(xì)胞形態(tài)與生理功能復(fù)原。一、節(jié)桿菌細(xì)胞形態(tài)的轉(zhuǎn)變1.節(jié)桿菌細(xì)胞形態(tài)轉(zhuǎn)變的過程誘導(dǎo)階段→桿狀階段→回復(fù)