本书以微生物的一般实验方法为基础,结合环境微生物学的实验教学要求,从微生物分离筛选、培养、一般鉴定方法、环境因子对微生物影响以及环境监测等,由25个独立实验构成,内容包括实验器具灭菌消毒,培养基配制,显微镜使用,细菌染色与形态结构观察,细胞大小和数量测定等基础方法。根据近年环境微生物学及其实验手段飞速发展的特点,特别编著了环境中活的但非可培养(VBNC)状态细菌优势菌种的分离,厌氧细菌的一般分离与培养,微生物菌种的一般保藏与恢复培养,土壤以及活性污泥中微生物总DNA的抽提,16SrRNA基因PCR扩增与系统树,DGGE解析法;结合环境微生物的检测实验,安排了环境因子对微生物生长的影响,微生物对有机物的降解与转化,水中细菌总数与大肠菌群的检测,活性污泥的生物相观察以及样品致突变毒性检测的Ames实验,力求体现环境微生物学前沿性和创新性的特点。对编撰的实验项目可以根据实际教学要求增减或合并。
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环境微生物学以微生物学为基础,利用微生物在环境污染治理、环境生态修复中的特殊地位与作用,已经成为当代环境科学发展、涉及多学科和跨学科的现代生命科学的前沿学科之一。在过去的几十年中,由于环境生态污染加剧,人们对环境中微生物群体结构以及多样性特征的认识不断深化,因此对实验方法和技术手段也需不断更新与完善。
根据一般环境微生物学实验的教学要求,本书编写了环境微生物的分离筛选、培养保存、形态观察和一般鉴定方法,环境因子对微生物生长的影响以及在环境监测中的微生物学实验手段等基础实验。近年,人们对环境微生物认知逐渐加深,迫切需要创新科学实验手段的支持,为此,在微生物学实验的基础上增加了分子生物学等实验,编写有土壤以及活性污泥中微生物总DNA的抽提,16SrRNA基因的PCR扩增与系统树构建,DGGE法对微生物群集组成的解析。基于环境微生物总量的90%以上处于未培养与活的但非可培养(VBNC)状态的认识,设计了利用Rpf信号蛋白分子对VBNC细菌优势菌种的复苏与促进生长、提高分离丰度的探索性实验方法,力求体现环境微生物学实验前沿性和创新性的特点。
本书由浙江师范大学地理与环境科学学院多年从事教学、科研及实验指导的教师陈建荣、丁林贤和盛贻林编写。由盛贻林、丁林贤负责内容整理与编排等工作,陈建荣教授对全书进行了统稿、审核和定稿。
由于编者水平有限和时间仓促,书中不妥之处在所难免,热忱希望读者谅解并批评指正。
编者
2016年3月
目录
前言
第一部分 环境微生物实验基本操作及注意事项1
第二部分 环境微生物实验4
实验一普通光学显微镜的使用4
实验二培养基的制备及灭菌11
实验三细菌的革兰氏染色与形态结构观察19
实验四细菌的芽孢、鞭毛、荚膜染色法22
实验五真菌的形态结构观察25
实验六放线菌的形态结构观察29
实验七微生物细胞大小和数量测定33
实验八无菌操作及接种技术37
实验九土壤中微生物的分离与纯化培养43
实验十环境样品中优势菌种的分离与计数48
实验十一环境样品中未培养VBNC资源细菌的分离51
实验十二厌氧细菌的一般分离与培养54
实验十三酵母菌的加富培养与分离56
实验十四微生物菌种的一般保藏与恢复培养59
实验十五土壤中微生物总DNA的提取67
实验十六活性污泥中微生物总DNA的提取69
实验十七细菌DNA琼脂糖凝胶电泳实验72
实验十八细菌16SrRNA基因的PCR扩增技术74
实验十九DGGE法解析环境样本中微生物的多样性78
实验二十环境因子对微生物生长的影响82
实验二十一微生物对有机物的降解与转化86
实验二十二微生物对含氮化合物的转化89
实验二十三水中细菌总数与大肠菌群的检测92
实验二十四活性污泥及其生物相的观察96
实验二十五样品致突变毒性检测Ames实验102
第三部分 附录106
附录一常用培养基及其配制法106
附录二常用染色液的配法111
附录三常用染色方法114
附录四MPN表118
参考文献120