1. 有没有哪种生物可以在自然状态下降解石油
在二十一世纪能源是国民经济建设的重要支柱。随着工业的发展,人们对石油及其制品的需求日益增长,石油开采业由陆地走向海洋。石油的开采和海上运输业的发展,使石油泄漏事故逐年增多,受污染的海域范围不断扩展。自1969年发生第一次超级油船失事以来,世界上已有超过40处大的海洋泄漏,据估计每年都有千万公吨以上的石油污染世界海洋,对生物和生态环境造成了很大危害。石油污染问题引起了人们越来越多的关注,对之进行治理也成为了最迫切的事情。在治理中产生的生物降解方法的研究虽仍有很大争论,但也已取得了一些成果。而且有种趋势是天然微生物的生物降解作用已成为消除环境中石油烃类污染的主要机制。
一、生物降解是指由生物催化的复杂化合物的分解过程。而在石油降解中微生物首先通过自身的代谢产生分解酶，裂解重质的烃类和原油，降低石油的粘度，另外在其生长繁殖过程中,能产生诸如溶剂、酸类、气体、表面活性剂和生物聚合物等有效化合物利于驱油，然后由其他的微生物进一步的氧化分解成为小分子而达到降解的目的。
二、海洋中最主要的降解细菌属于:无色杆菌属、不动杆菌属、产碱杆菌属、节杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、棒杆菌属、微杆菌属、微球菌属、假单胞菌属以及放线菌属、诺卡氏菌属。在大多海洋环境中,上述这些细菌是主要降解菌,在真菌中,金色担子菌属、假丝酵母属、红酵母属和掷孢酵母属是最普遍的海洋石油烃降解菌。一些丝状真菌如曲霉属、毛霉属、镰刀霉属和青霉属也应被归入海洋降解菌中。土壤中主要的降解菌除了上面提到的细菌种类外,还包括分枝杆菌属以及大量丝状真菌。曲霉属和青霉属某些种在海洋和土壤两种环境中都有分布。木霉属和被孢霉属某些种是土壤降解菌。
三、治理石油污染关键是降解烃类化合物，根据烃类的化学结构特点,烃类的降解途径主要可分两部分:链烃的降解途径和芳香烃的降解途径。直链烷烃的降解方式主要有三种:末端氧化、亚末端氧化和ω氧化。此外,烷烃有时还可在脱氢酶作用下形成烯烃,再在双键处形成醇进一步代谢。关于芳香烃的降解途径,在好氧条件下先被转化为儿茶酚或其衍生物,然后再进一步被降解。因此细菌和真菌降解的关键步骤是底物被氧化酶氧化的过程,此过程需要分子氧的参与。
具体机制如下：
1、正烷烃在正烷烃氧化酶作用下, 先转化成羧酸而后靠β-氧化进行深入降解,形成二碳单位的短链脂肪酸和乙酰辅酶A,放出CO2。该正烷烃氧化酶是双加氧酶,能催化正烷烃为正烷烃的氢过氧化物,该反应需O2 ,但不需NAD(P) H。烷烃也可先转化为酮,但不是其主要代谢方式。多分枝的烯烃主要转化成二羧酸再进行降解,甲基会影响解的进行。化学式如下：
2、环烷烃的降解需要两种氧化酶的协同氧化,一种氧化酶先将其氧化为环醇,接着脱氢形成环酮,另一种氧化酶再氧化环酮,环断开,之后深入降解。化学式如下：
3、芳香烃一般通过烃基化形成二醇, ,环断开,邻苯二酚继而降解为三羧环的中间产物。真菌和微生物都能氧化从苯到苯并蒽范围内的芳烃底物。起初细菌借助加双氧酶的催化作用把分子氧的两个氧原子结合到底物中, 使芳烃氧化成具有顺式构型的二氢二酚类。顺式-2-二氢二酚类进一步氧化成儿茶酚类, 儿茶酚类在另一种催化芳环裂解的加双氧酶的作用下进一步氧化裂解。与细菌相反,真菌则借助于加单氧酶和环水解酶的催化作用, 把芳烃氧化成反式-2-二氢二酚类化合物。（下面以萘的降解为例子）真菌将石油烃类化合物降解成反式二醇,而细菌几乎总是将之降解成顺式二醇(许多反式二醇是潜在的致癌物,顺式二醇则无毒性) 。化学式如下：
简单总结成下表：
各类烃 具体的降解过程和产物
正烷烃 正烷烃→羧酸→二碳单位的短链脂肪酸+乙酰辅酶A+CO2。
烯烃 烯烃→二羧酸
环烷烃 环烷烃→环醇→环酮
芳香烃 芳香烃→二醇→邻苯二酚→三羧环的中间产物
由上面可知道，微生物对一些难降解化学物的降解, 是通过一系列氧化酶的催化作用完成的。在自然界中这一过程通常是由多种微生物的协同作用来完成, 速度比较缓慢。为了扩大微生物降解底物的范围, 提高降解效率, 以使这些难降解化学物彻底矿化, 应该可以利用天然降解性质粒的转移构建新功能菌株。降解性质粒，是指一类编码有降解某些化学代谢途径的质粒。例如：美国Chak rabany 等为消除海上溢油污染, 曾将假单胞杆菌中不同菌株的CAM、OCT、XAL 和NAH 4 种降解性质粒接合转移至一个菌株中,构建成一株能同时降解芳香烃、多环芳烃、萜烃和脂肪烃的“多质粒超级菌”。该菌能将天然菌要花一年以上才能消除的浮油,缩短为几个小时。
四、在自然环境中,微生物对石油烃类降解与否以及快慢都是与其所处的环境密切相关。
1、液态的石油烃类在水中会形成水油界面,微生物正是在这一水油界面上降解烃类的,降解速率与水油界面的面积密切相关,能产生生物乳化剂的微生物正是乳化剂增大水油界面的面积而促进微生物对烃类的降解。
2、石油烃类的微生物降解可在很大的温度范围内发生,在0 ℃～70 ℃的环境中均发现有降解石油烃类的微生物。大多数微生物在常温下较易降解石油烃类,且由于某些对微生物有毒害的低分子量石油烃类在低温下难挥发,会对石油烃类的降解有一定的抑制作用,所以低温下石油烃类较难降解。
3、大多数的石油烃类是在好氧条件下被降解的,这是因为许多烃类的降解需要加氧酶和分子氧。但也有一些烃类能在厌氧条件下被降解。
4、氮源和磷源经常成为微生物降解烃类的限制因子。在天然水体中,为了促进石油烃类的降解而添加水溶性的氮源和磷源也受到限制,因为有限添加的氮源和磷源在水体中被高倍稀释而难以支持微生物的生长。
5、石油烃类的微生物降解一般处于中性pH值,极端的pH 值环境不利于微生物的生长。
它的效率和质量还取决于石油烃类化合物存在的数量、种类及状态。例如Chaineau 等用微生物处理被石油烃污染的土壤, 270 d 后发现, 75%的原油被降解； 饱和烃中, 正构烷烃和支链烷烃在16 d 内几乎全部降解; 22% 的环烷烃未被降解； 芳香烃有71% 被同化;占原油总重量10% 的沥青质完全保留了下来。一般而言, 各类石油烃被微生物降解的相对能力如下: 饱和烃> 芳香烃> 胶质和沥青。在饱和烃部分中, 直链烷烃最容易被降解; 在芳香烃部分中,二环和三环化合物较容易被降解,而含有5 个或更多环的那芳香烃难于被微生物所降解; 胶质和沥青则极难被微生物所降解。
结语：尽管微生物可以降解石油，可是目前为止还没有一种能在短时间内彻底降解石油的有效方法，所以在微生物降解石油方面的研究仍然任重而道远。但是随着现代微生物学和基因组计划的更进一步发展，更多微生物物种的发现和生物技术的应用，石油污染问题将会得到更有效的解决！
参考文献：《土壤和环境微生物学》 陈文新主编
《微生物降解有机污染物研究进展》 田雷 等.
《污染物生物降解》 金志刚 张彤 朱怀兰
从石油污染的土壤和水体中富集、分离到12株高效石油降解菌,各单菌株的降油率为40.3%～57.6%,其中O-8-3、O-28-2和O-46菌可耐受40℃的温度和1.5%的盐度.经初步鉴定,这3株菌分别为假单胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢杆菌(Bacillus sp.)和不动杆菌(Acinetobacter sp.).与单一O-8-3菌株相比,O-8-3/O-28-2/O-46混合菌株对石油的降解率可提高20.1%,可耐受石油类初始质量浓度从2000 mg/L提高到5000 mg/L.通过在实验室接种O-8-3/O-28-2/O-46混合菌株于生物反应器中处理胜利油田采油废水的试验结果表明,72 h内石油污染物的降解率达96.9%,比接种自然细菌群落的降解率提高了60.7%.
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下面几个地址你可以参考一下。
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http://210.46.127.249:85/~kjqk/swdyx/swdy2002/0202pdf/020211.pdf
http://dl2.lib.tongji.e.cn/wf/~kjqk/hjkx/hjkx2004/0405pdf/040529.pdf
2. 经济真菌是什么
（economic fungi）
（雷增普）
具有经济价值的各类真菌。它在人类生产、生活中具有重要作用。许多真菌具有发酵作用，广泛地用于化学工业、医药工业和食品工业等方面，生产酒精、甘油、单宁、维生素、抗生素药物等。用真菌进行石油发酵是近年来研究的新成果。香菇、口蘑、白蘑、木耳、银耳、竹荪、平菇等高等真菌是着名的食用真菌。茯苓、虫草、灵芝、马勃、猴头等是珍贵的药用真菌。真菌也是土壤有机物质转化的主力，森林生态系统中有机物的分解主要由真菌完成。有些真菌和森林植物共生形成菌根，实际上是一种真菌性肥料。另一些真菌则是动植物病虫害的寄生菌，可以作为生物防治的手段。经济真菌按其实际用途可分为以下几类：
食用真菌
能形成大型子实体或菌核的可食高等真菌。全世界约有500种，比较大量栽培的种类为20余种。主要食用菌有以下几种：
①香菇
菌盖半球形，成熟时展平或中央略中陷，直径3～6厘米，表面呈褐色或黄褐色、棕褐色，常有几圈鳞片；菌肉白色，肥厚；菌柄中生或偏生，圆柱形或稍扁，白色，柄上有菌环，但易消失（图1）。香味独特，味道鲜美，营养丰富，是菜肴中常用的名贵配料。具有医疗价值，常食用香菇可降低胆固醇；香菇多糖和LL—11均有很强的抗癌作用；含有麦角甾醇，在人体内受阳光照射后转化为维生素D，能增强人体抗病力。香菇有野生的也有人工栽培的。
图1 香菇的子实体及孢子
②竹荪
最常食用的为短裙竹荪。高12～18厘米；菌盖钟形，浓绿色或暗绿色，有显着的网格，其上有青褐色粘而发臭的物质；菌裙白色；菌柄白色；菌托白色或粉红色，常带有深色的斑块。味道极其鲜美，营养价值极高，是名贵的“山珍”。竹荪还有药用价值，可以治疗高血压，降低胆固醇，减少腹部脂肪的累积，有减肥功效。
③口蘑
菌盖宽5～12厘米，半球形，边缘初期内卷；菌肉厚，白色；菌柄粗壮，内实，基部稍膨大；全体白色（图2）。为野生种，盛产于中国内蒙古草原及河北省张家口以北的草地上。是食用菌中的佳品，含有各种氨基酸，营养价值很高。
图2 口蘑的子实体及孢子
④白蘑菇
又称洋蘑菇。菌盖宽5～15厘米，扁半球形；菌柄圆柱形，基部稍膨大，中部有菌环，厚；全部白色（图3）。是人工栽培最广泛的食用菌，有74个国家进行栽培，因此又称世界菇。白蘑菇主要加工成罐头。中国上海、福建、台湾产的罐头在国际市场上享有盛誉。它能产生抗细菌的抗生素类，有一定的医疗作用。
图3 洋蘑菇的子实体及孢子
⑤平菇
菌盖宽5～21厘米，白色至灰白色，光滑，扁半球形至展平；菌肉厚，白色；菌柄短或近无柄，白色。除食用外，还有滋阴润肺、养胃生津、补肾益精、强心健脑的功能，可治疗虚劳咳血、虚热口渴、便秘出血、妇女崩漏、神精衰弱、白细胞减少等多种疾病，对肿瘤病有抑制作用，能增强肿瘤病患者对放射线治疗或化疗的耐受力。
⑥木耳
新鲜木耳胶质有弹性，半透明，常为红褐色，近耳形或碗形。干后强烈收缩，变为深褐色或近黑色。木耳独特的胶质质地和风味，是许多名贵菜肴的常用配料。它含有防癌物质，有滋润强壮、活血止血的功效，对血痢、崩漏、咳血、贫血、痔疮、脑血栓等疾病有一定的疗效，是一种很好的保健食品。
⑦银耳
新鲜银耳纯白色，半透明，由薄而卷曲的瓣状片所组成，宽5～10厘米。银耳是美味食品，也是具有滋补疗效的珍贵药物，有补肾、润肺、止咳生津、提神益气、健脑等功效。目前主要为人工栽培种。
药用真菌
为数不少的大型真菌本身就是很好的中药药物。一些真菌的代谢产物也是着名的西药，如由青霉菌等真菌生产的青霉素、灰黄霉素及由曲霉菌产生的抗坏血酸等广泛地用在临床治疗上。常用的大型真菌药物有以下几种：
①麦角
真菌寄生在禾本科植物的子房内形成的圆柱形菌核。角状，大多数稍弯曲，长1～2厘米，粗3毫米。菌核初形成时柔软，有粘性，成熟后变硬。外表紫黑色，内部近白色（图4）。麦角是一种妇科疾病的重要药物。麦角制剂可做收敛子宫的药剂，也可做子宫出血或内部器官出血的止血剂。分娩后适当服用不但可以防止产后失血，而且可以促进子宫复位，减少产褥期的细菌感染。麦角毒性极高，人畜误食后会发生中毒及流产，重者可能死亡。
图4 麦角
1.生于寄主上的菌核； 2.生于菌核上的子座
②虫草
又称冬虫夏草。是真菌寄生在鳞翅目幼虫体上的产物。子座单个，长4～11厘米，宽1.5～4毫米，基部粗，向上渐细；褐色（图5）。是珍贵药材，有益肺肾、补精髓、止血化痰的作用，主治虚劳咳血、阳痿遗精、腰膝痠痛、老人虚弱、贫血等症，对高血压、性功能低下、慢性支气管炎也有效。
图5 虫草
1.菌体全角，上部为子座，下部为已死之幼虫； 2.子座之横切面，示子囊壳； 3.子囊壳； 4.子囊及子囊孢子
③猴头
担子果肉质，呈卵圆形或梨形。新鲜时白色，干后浅黄褐色，块状，直径5～12厘米（图6）。猴头是“山珍”，美味可口，但主要是药用价值。有安神平喘，助消化利五脏的功效，内含的多糖、多肽类物质有抗癌作用。成药“猴头菌片”对胃溃疡和十二指肠溃疡疗效达86.6%；对胃癌、食道癌及其他消化道恶性肿瘤疗效达69.3%。
图6 猴头
④灵芝
菌盖木栓质、半圆形或肾形，大小为12×20厘米，厚2厘米，幼嫩时黄色，成熟时红褐色，皮壳有光泽；菌肉近白色至淡褐色，厚1厘米；菌柄长19厘米，粗4厘米，紫红褐色（图7）。灵芝有扶正固本、加强保护性抑制、减轻中枢神经系统对外界刺激、增进肝功能的作用，对神经衰弱、支气管哮喘、肾炎、矽肺、关节炎等症均有一定疗效。
图7 灵芝的子实体及孢子
⑤茯苓
菌核球形或不规则，直径10～30厘米，生于地下的松树根上。新鲜时柔软，干后变硬。皮壳深褐色，多皱纹，内部粉粒状，白色或淡粉色。茯苓有益脾胃、宁心神、利水渗湿的功能。对小便不利、水肿腹胀、泄泻、停饮、心悸失眠等症有疗效。
⑥美味牛肝菌
菌盖宽4～15厘米，半球形至扁半球形，边缘纯褐、土黄、暗褐色，中央色略深；菌肉厚，白色至浅黄色；菌柄长5～12厘米，圆柱形，基部显着膨大，淡黄褐色，其上有褐色网纹（图8）。富含赖氨酸、苏氨酸、精氨酸等多种氨基酸，味道鲜美，被誉为食用佳品，是中国传统的出口食用菌。药用价值很高，对癌肿有抑制作用；可医治腰腿疼病，手足麻木，筋络不舒，对妇科病也有一定疗效。
图8 美味牛肝菌
1.子实体； 2.孢子
⑦大秃马勃
担子果球形或近球形，直径5～20厘米，表皮白色，后变为淡黄色或淡青黄色，成熟后形成块状脱落（图9）。含有多种氨基酸、马勃素、麦角固醇、尿素、类脂体等物质。大秃马勃为收敛性消炎止血药，治吐血、咯血、衄血，外伤出血的治愈率达97%，又可以治扁桃腺炎及止咳。
图9 大秃马勃
1.子实体； 2.孢子； 3.菌丝
菌根真菌
在林木营养循环中起着重要作用。它和它形成的菌根可以决定植物的死活，也可以使植物生长繁茂。菌根是高等植物的根和相应真菌之间互利的联合组织体，每种有机体均从这个联合组织中得到益处。迄今为止，发现形成菌根的菌均为真菌，故称为菌根真菌。目前，世界上已报道了近600种真菌为菌根菌，其中520余种为外生菌根菌，例如美味牛肝菌、粘盖牛肝菌、铆钉菌等等。中国有200种左右的菌根菌，其中160余种为外生菌根菌。世界上97%的绿色植物都具有菌根，多数木本植物为外生菌根，而草本植物均为内生菌根。一切菌根植物都必须具备菌根才能成活和生长。苗木的菌根化可以大幅度地提高苗木的生物产量。很多资料报导，针叶树树苗接种外生菌根菌其生物产量可以成倍增加；氮、磷、钾的含量也大量增加，其中磷的含量可以提高两倍以上。柑橘、番木瓜、金合欢、草莓等接种内生菌根真菌能增产两倍以上。针叶树苗菌根化能提高造林后的成活率和保存率。苗木菌根化能减轻苗期猝倒病的发生；也可以提高苗木对干旱的忍耐力，例如在干旱条件下，菌根苗的半死亡期比无菌根苗推迟半个月以上。菌根苗还能提高苗木的抗盐碱、抗寒冷的能力。因此不少国家把苗木菌根化列为苗圃中的常规措施，成为林木速生丰产的第三要素。
真菌性生防菌
在自然界，一些林木病虫害大发生后，往往会自然消失。因为这些病虫害被一些真菌杀死而致。一些真菌可以直接寄生在病虫上使其死亡，而另一些真菌则分泌有毒的物质使病虫害致死。将这些真菌进行人工培养制成药剂，就是真菌性生防制剂。真菌性生防制剂主要用于杀灭害虫，此类真菌叫做虫生真菌。例如：用白僵菌制剂、拟青霉制剂防治松毛虫等害虫取得了良好的效果；虫霉菌防治蚜虫、介壳虫、螨类等；用介头孢菌制剂防治介壳虫在全世界获得优良的结果；用赤座霉菌防治温室白粉虱也获得成功。以上这些制剂已在生产中推广应用，白僵菌制剂已有商品出售。真菌性生防制剂不污染环境，使用安全，是防治病虫害的一种很有前途的药剂。（见昆虫病原真菌）
3. 细菌对环境的影响
污水净化中的微生物降解
微生物的体积小而表面积大，繁殖速度惊人，能不断地与周围环境快速进行物质交换。污水通过能满足微生物 生长、繁殖条件下的设备，微生物便从污水中获取营养成分，同时降解和利用有害物质，从而使污水得到净化 。
1．微生物的好氧和厌氧净化
微生物的代谢方式具有多样性，能从污水中摄取淀粉、糖、脂肪、蛋白质等高分子化合物及其他低分子化合物 。
1．1 好氧净化 氧存在条件下，许多好氧微生物通过分解代谢、合成代谢和物质矿物化，在把污水中的有机物 氧化分解成CO2、H2O等的过程中，获得C源、N源、P源、S和能量。污水的微生物好氧净比处理，就是模拟 这种生物净化原理，把微生物置于一定的构筑物内通气培养，达到高效率净化污水的目的。
活性污泥法或生物过滤法处理污水，已是国内外净化污水和工业废水的重要方法。当污水与悬浮的活性污泥接 触时或通过以细菌为主形成的生物膜时，微生物便对污水中的有机物质进行吸附、吞噬、氧化、分解和转化， 从而完成净化污水的过程。
1．2 厌氧净化 微生物在严格厌氧条件下，对有机物质发酵或消化过程中，大部分有机物被分解生成H2、CO2 、H2S和CH4等气体。污水的微生物厌氧净化处理，就是根据污水经厌氧发酵后既得到净化，又获得了生物能 源CH4的原理。微生物细胞能量转移的电子受体，由在好氧条件下的分子氧改变为厌氧条件下的有机物。在厌 氧发酵中，难分解的大分子物质先在微生物的胞外酶（如纤维素酶、果胶酶、脂酶、蛋白酶）作用下，分解为 可溶性物质，再通过非产甲烷氏氧细菌和产氢细菌降解成低分子的有机酸类和醇类，并放出H2和CO2；有机 酸类和醇类在产甲烷细菌作用下，形成H2、CO2和CH4。甲烷细菌还可利用H2还原CO2形成CH4。
厌氧发酵法净化污水在密闭容器内进行，常被广泛应用于用好氧方法难以净化的有机污染物含量高或含不溶性 有机物较多的污水和废水。国内已有在处理造纸、抗菌素发酵的废水中采用此法。
2．微生物在净化某些工业废水中的降解作用
工业废水和废料中所含的物质成分、温度、pH值等差异较大。有些有毒物质可被微生物降解，有些却不易被 降解。
自然界中能降解烃类的微生物有几百种，多数为细菌、酵母菌和真菌，降解是由他们所产生的酶和酶系完成的 。一般来说，直链化合物比支链化合物、饱和化合物比非饱和化合物、脂肪烃比芳香烃容易被较多种类的微生 物降解和同化。直链烃的降解是末端甲基先被氧化形成醇、醛后再生成脂肪酸，由脂肪酸形成醋酸，最后氧化 成CO2和H2O。微生物对单环芳烃及其衍生物的降解与直链烃有些类似。能降解苯和酚的微生物种类很多，有 细菌中的许多属、放线菌等。
氰（腈）是剧毒物质。人们发现对氰有不同程度降解能力的微生物约50种，有茄病镰刀霉、假单孢菌属、诺 卡氏菌属等属。它们能产生一种氰水解酶，把氰中的碳、氮转变为CO2、NH3；镰刀霉还可利用氰作为合成细 胞所需要的碳源和氮源，使污水得到净化和解毒。早有人报道，用珊瑚色诺卡菌降解腈纶废水中的丙烯腈速度 快效果好，1g菌体在25min内可降解250mg丙烯腈。
某些污染物对人体有致癌性，如多环芳烃就是一类致癌性物质。许多细菌能降解多种多环芳烃，如产碱杆菌、 棒状杆菌、诺卡氏菌、假单胞菌属的某些种就能降解蒽和菲。活性污泥中的许多细菌对多环芳烃有较缓慢的降 解作用。硝基化合物对人类也有致癌作用，我国应用肠杆菌、克氏杆菌和假单胞菌等属的细菌，降解制造三硝 基甲苯炸药过程中的污水，效果很好。
塑料、合成纤维等许多制品的废物，生活污水中的洗涤剂、表面活性剂等，都难以利用普通活性污泥中的微生 物进行降解和去除。有人培育出一种体内具有两种酶的假单胞菌O－3号细菌，该菌可利用聚乙烯醇作碳源并 对其进行降解。活性污泥中投入此菌时，能大大提高净化含聚乙烯醇污水的效率。
人们早已能合成有机化合物，但自然界中的微生物体内却未有分解这些人工合成的化合物的酶系。经探索已选 育出一些经过驯化、诱导后具有降解人工合成物质的酶系的特殊功能微生物。例如，2，4－D、DDT等一些农 药，就可以被微生物降解而消除污染。
3．遗传工程菌在净化工业废水中的降解作用
为了提高污水生物净化的效率，人们应用分子遗传学技术不仅对现有的微生物进行改造，而且在研究创造具有 新的特殊功能的微生物。由于分子遗传学的发展，人们发现假单胞杆菌属中许多种的细胞里，具有调控多种性 状的质粒，这些质粒基因控制着烃化合物分解的酶系合成。应用质粒工程技术把分别降解芳烃、多环芳烃、萜 烃的质粒接合到降解酯烃的细菌体内，创造出一种具有多质粒的所谓“超级菌”新菌种。这种菌在消除石油污染 中，不仅能把60％的烃降解，而且只在几小时内就可达到自然菌种要用一年多时间的净化效果。人们采用把 一种细菌的调控还原酶的质粒转移到另一种菌体中的技术，使得到新质粒的细菌对汞的还原能力大大增强。用 这种细菌既解除含汞废水中的汞毒，又可回收到汞。总之，遗传工程菌的研究和应用，必将对生物净化污水起 到变革性作用。
4．污水中微生物种类变化与净化的关系
污水中生活的微生物，由极为适应于污水的多种微生物类群组成。它们在污水中的生物膜上或活性泥中形成一 个小的生态系统和食物链的缩影。食物链中的每一步都有一部分有机物被转变为CO2，使污水逐渐得到净化。
活性污泥中主要有细菌，还有酵母菌、霉菌、单细胞藻类等。此外，还有大量原生动物和少数后生动物。当然 ，污水性质和污染程度的不同，微生物种类和数量会有很大差别。
原生动物中有的种类及数量对水质因素的变化（如氧溶量、pH值等）较敏感，原生动物可以作为指示生物鉴 定污水的污染程度。如草履虫、小口钟虫、板壳虫等大量出现于受重污染和有机物很多的水中，在中度污染和 有机物较多的水中，原生动物种类及数量最多，清彻有机物很少的水则种类也少。
污水中原生动物的种类和数量与生物处理的效果有着密切关系，故又可作为污水处理的指示生物，进行处理效 果的预报。一般说来, 游动鞭毛虫类或自由生活的纤毛虫类占较大优势时，往往说明净化效果较差或废水处于 培育活性污泥初期。当发现有固定纤毛虫类时，活性污泥已经形成。轮虫对水有自净作用。如活性污泥中有大 量轮虫和多种纤毛虫出现，说明净化度较高，污水处理效果好。水蚯蚓对水也有自净作用，其种类与数量随污 染的减轻而减少。在净化效果较好的污水中，还会出现线虫及颤蚯蚓等后生动物。
4. 真有喜欢吃石油的微生物或细菌吗
有的。有许多种微生物能够以石油等烃类物质为碳源生长繁殖，把石油等物质分解掉，从而可用于海上和陆地的石油等物质污染治理。
据目前的研究, 能降解石油的微生物有70个属, 其中28个属细菌, 30个属丝状真菌, 12个属酵母, 共200多种微生物。海洋中最主要的降解细菌有：无色杆菌属(Achromobacter)、不动杆菌属 (Acinetobacter)、产碱杆菌属(Alcaligenes)等; 真菌中有金色担子菌属(Aureobasidium)、假丝酵母属(Candida)等。
石油降解菌通常生长在油水界面上, 而不是油液中。有实验证明, 胶州湾的石油降解菌在表层水体中的最高值可达 4.6× 10＾2个/mL。 石油降解菌数量仅与海水的石油污染情况有关。石油降解微生物的种类和数量对海洋中石油的降解有明显的影响。一般情况下, 混合培养的微生物对石油的降解比纯培养的微生物快。
5. 油田区环境微生态效应及优势菌种的选择
一、油田区的地质环境微生态效应
(一)石油开采对地质环境的影响
由于石油的开采和落地原油改变了原有地质环境中的生态系统，造成了非天然条件下生态系统中的生物演化与演替的较大波动。这些微生物的演替过程，即是石油污染产生各种微生物作用与地球化学作用的过程。特别是在水的参与下，微生物一方面可以对某些石油中有毒有害的物质进行分解和降解，但另一方面由于其分解得不彻底，易解析出或化合成对人类有害的甚至是有毒的物质，它们一旦逸出或随水渗入地下或流入地表水体，均会对环境造成污染，对人类产生危害。
在石油的分解过程中，某些物质呈分子状态被分离出来，或又产生了新的化合物，特别是在微生物地球化学作用下，使石油污染物周边的介质环境和地质环境发生变化，如pH值和Eh值、土壤性质，随污染物质的变化而改变，温度也随分解和化合中能量形式的转换而上升。这些地质环境的变化，反过来又影响着各种作用的方向和进程，尤其是微生物的演替。因此，在落地原油及其周围地质环境中，物质成分和微生物地球化学作用是非常复杂而又不断地变化着，直至在该环境所限定的条件下，经过长期作用，而达到新的平衡。水是石油分解演化中不可缺少的物质，也是一切生命物质的主要组成部分。影响油田区的主要水体是大气降水和浅层地下水，它们一同作为环境中的物质循环载体，一方面对石油污染物在微生物细菌作用下进行降解;另一方面又对地质环境造成污染并使其迁移扩散。由于微生物细菌的微小并可随水的运移而迁移，在其迁移过程中通过其生命的代谢活动参与各种生物化学反应，在一定条件下，微生物代谢活动可以催化石油有机物的分解，从而能促进污染质形成小分子络合物而迁移进入地下水。另一方面在微生物作用下，可使许多有机物得到转化和降解。
土壤包气带土体是微生物细菌生活的大本营，也是污染物质进入环境的一个重要媒介和载体。许多污染物质在进入土壤包气带土体后被其以物理机械吸附、胶体物理化学吸附、化学沉淀等方式作用截留，使其在土体中含量不断积累。虽然土体中的大量微生物可以转化和降解许多的污染物质，但受自然地理条件和营养物质等环境因素的影响，以及石油开采仍有不断的落地原油等污染物质，进入包气带及地下水中，使其石油污染物的量在不断增加，这就造成污染范围的不断扩大，因此，石油开采区落地石油对环境的污染成为影响生态环境的主要因素。对调查区的地质环境和水环境要素的调查与现场测试表明，石油类污染物一般为褐黑色，大多为黑色。
调查区中地表水体:pH值为7.43～9.1，90%以上的取样点大于8。Eh值在－338～101mV之间，一般较低。TDS含量为336～3990mg/L。溶解氧(DO)大多含量较低，为0.8～8.2mg/L(表6-1)。
表6-1 研究区地表水中pH值，Eh，DO，TDS及温度现场测试结果
地下水体中pH值为7.3～8.4，多为8以下近于中性。Eh值在23～134mV之间，为弱氧化环境。TDS含量为236～4980mg/L，大部分小于1000mg/L。溶解氧(DO)含量为1.6～8.2mg/L，大多含量为5mg/L左右(表6-2)。
油层水:pH值为7.0～7.5;Eh值在－109～－132mV之间;TDS含量为159000～292000mg/L，溶解氧(DO)含量较低，为1.6～4.1mg/L(表6-3)。
根据上述情况，地表水主要受采油和炼油污水的影响而定，如污水大量排入水质则差，否则水质好一些。地下水的情况较为复杂，受其各种条件的控制，有些地段污染较重，水质变化较大，有些地段较好尚未受到污染，但从pH值、Eh值和溶解氧(DO)来看，均是微生物细菌生长的良好环境，适宜多种微生物细菌的生长和繁衍。油层水含盐量大于盐卤水，不适宜一般细菌的生长，仅有一些古细菌和极端细菌生长。
表6-2 研究区地下水中pH值，Eh，DO，TDS及温度现场测试结果
表6-3 安塞油区油层水中pH值，Eh，DO，TDS及温度现场测试结果
(二)油田区地质环境中嗜油微生物细菌(以油为碳源培养的细菌)的分布状况分析
2006年4月我们对油田区周边的不同类型的不同位置不同地点采集了27组各类水样和37组土样进行了微生物细菌可利用石油类为营养碳源的培养测试，具体选择了能够反映石油影响环境的以石油、液体石蜡为营养碳源培养的微生物细菌。
1.石油对水体环境污染影响中的嗜油微生物细菌分布状况
从表6-4中可以看出，地下水中，以石油为营养碳源的细菌数，含量较低，一般细菌数在n～n×10个/mL，反映了大部地区地下水受石油污染影响较小，但在石油污染影响大的局部地区如琵琶寨、谷家滩则略高一些。
地下水也同样随石油污染程度、包气带厚度和岩性的不同，嗜油微生物细菌的含量也不同，一般距离石油污染越重包气带岩性较粗渗透性好，则受污染较重嗜油菌应较多。如果按饮用水标准看，采油场周围许多浅层地下水中的石油含量均已超标不能饮用，仅从细菌指标来分析，结合其他水质分析，可能污染的程度会更大一些，应引起人们的高度关注。
表6-4 地下水中嗜油菌(以油为营养碳源培养的细菌)培养与计数结果
地表水河流主要受石油开采排污和地段以及降水的影响，河水一般视其排污混合的比例不同含量有所变化，大部分样品是在河水的稀释作用下石油营养细菌的含量也不是很高，但总的来说河流中下游比地下水高些，细菌群在n×10个/L。从地表水采集样品来看，随着距离不同而污染程度不同，河流的上游如无石油开采则水质相对较好，或在雨季降水量较大也都能对地表水污染起到稀释的作用(表6-5)。
表6-5 地表水中嗜油菌(以油为营养碳源培养的细菌)培养与计数结果
地下油层水石油营养菌数很少，一般在n个/mL，原因是油层水中含有高浓度的盐，盐含量高达数十g/L，抑制了一般性微生物细菌的生长(表6-6)。
比较表6-4～6-6培养的石油营养细菌来看，基本反映了石油污染对水环境的影响，尤其是对地表水系石油污染影响较大。
表6-6 油层水中嗜油菌(以油为营养碳源培养的细菌)培养与计数结果
2.石油对土壤环境影响中的嗜油微生物细菌分布状况
从表6-7不同地区的不同位置深度采集土壤样的石油营养微生物细菌培养测定结果看出，表层土的细菌群数量较大，随深度的加大则减少，但由于总的取样深度不大，有些细菌变化不大，这与土体中石油含量、土壤颗粒大小、氧化还原环境、pH值、温度等有关。石油营养细菌数，在0.25m以浅数量较大，从0.25～1.0m随深度加大数量在减小。
表6-7 土壤中嗜油菌(以油为营养碳源培养的细菌)培养与计数结果
土壤的石油污染程度不同也影响微生物细菌的种类和数量，高浓度石油污染物破坏了土壤的理化性质及通透性，改变了微生物的生存环境，对微生物的生长繁殖有毒害作用，因此，微生物种类数少。而石油污染程度较轻的土样，由于土壤中低浓度的石油污染物为微生物生长提供了碳源，促进微生物的生长繁殖。然而，从这些微生物细菌在土壤包气带中的菌类数量变化，也可得出环境条件的改变对微生物分布及活动的影响，当然不仅是随深度或距离的变化而变，而是随某些特定的地层环境而变化，这些变化也有助于包气带土体对污染物质的阻控与净化。我们也可以利用包气带土体的某些特征层位对石油污染物质加以阻控和修复。这就为我们修复污染土壤提供了一个信息，利用土着微生物修复油污土壤。
对比表6-4～6-7可以看出，土壤中石油营养菌数较地下水、地表水含量大得多，要高出几个数量级，其数量在n×103～n×107个/g之间。石油污染源的边缘地带土壤包气带中，细菌数量随距离和深度变化而发生变化。这也反映了土壤包气带土体对石油污染的阻滞净化作用较明显。
总之，从石油开采地区环境中的微生物细菌的调查研究，可以得出，石油的开采已经对其周边的环境造成了不同程度的污染。但污染程度和范围尚不是很大，究其原因一是大部分开采区近几年开始的清洁生产和人们环保意识的增强，加大投入主动治理环境，使开采区环境有较大的改变;二是包气带和土体均有一定的环境容量，对石油污染物质有一定物理和地球化学的吸附、过滤、氧化分解及化合、螯合等作用;三是在微生物细菌的作用下，使部分石油污染物质降解转化，等等。
二、石油降解菌的筛选和鉴定
本试验从调查区石油污染土壤中筛选出一系列石油降解菌群，通过初步石油降解实验验证后，将优势混合菌群投加到原污染土壤中，进行不同条件下微生物强化降解石油污染土壤的试验，其效果以土壤中石油去除率来验证。
(一)石油降解菌的筛选
将从调查区取得各类石油污染样品，用选择性培养基进行微生物培养并进行计数，确定不同环境中石油降解菌的种类和数量，一方面了解石油对环境污染的生态效应;另一方面从中筛选优势石油降解菌用于放大培养修复试验用菌群。
从调查区石油污染土壤中分离到的各类优势微生物均具有嗜油性，也就是其具有降解石油烃的能力，添加这些优势菌群，就可以提高微生物处理石油污染土壤的效果。
石油污染菌种菌群的分离与优化是用细菌的选择性培养基和富集培养基，对试验场石油污染土壤的样品进行菌种、菌群的培养分离，选择优化出试验用降解土壤中石油污染物的菌种、菌群。本次试验选择优化出的细菌初步鉴定主要为假单胞菌属、微球菌属、放线菌属、真菌类(毛霉、青霉、曲霉)等菌群。
(1)菌种筛选及优势菌群的构建
取石油开采区污染地下水10mL或土壤10g，加入100mL蒸馏水和1mL原油，30℃摇床培养5～7d，摇床转速100r/min。5d后接种到以石油或液体石蜡为唯一碳源的选择培养基平板，挑选生长良好的菌株在培养基平板上分离、纯化，获得石油降解菌。细菌、放线菌和真菌分别用不同的选择性培养基进行培养，并用石油为碳源进行筛选。将筛选得到的细菌、放线菌、真菌进行初步石油降解实验，即在无机盐培养基中加入1%的原油，再接种1%的培养24h后的菌悬液，摇床培养。5d后取出，用三氯甲烷萃取进行分析，从分析结果判断菌群对石油的降解情况，从而构建出优势降解菌群。
(2)降解石油细菌、放线菌、真菌的培养基成分
·1号石油碳源的培养基
固体培养基:K2HPO4(1.0g)，KH2PO4(1.0g)，MgSO4·7H2O(0.5g)，NH4NO3(1.0g)，CaCl2(0.02g)，FeCl3(微量)，琼脂(12～20g)，石油(1%～5%)，水(1000mL)，pH(7.0)。121℃灭菌30min备用。
液体培养基:K2HPO4(1.0g)，KH2PO4(1.0g)，MgSO4·7H2O(0.5g)，NH4NO3(1.0g)，CaCl2(0.02g)，FeCl3(微量)，石油(1%～5%)，水(1000mL)，pH(7.0)。121℃灭菌30min备用。
·2号液体石蜡碳源的培养基
固体培养基:K2HPO4(1.0g)，KH2PO4(1.0g)，MgSO4·7H2O(0.5g)，NH4NO3(1.0g)，CaCl2(0.02g)，FeCl3(微量)，琼脂(12～20g)，液体石蜡(1%～5%)，水(1000mL)，pH(7.0)。121℃灭菌30min备用。
液体培养基:K2HPO4(1.0g)，KH2PO4(1.0g)，MgSO4·7H2O(0.5g)，NH4NO3(1.0g)，CaCl2(0.02g)，FeCl3(微量)，液体石蜡(1%～5%)，水(1000mL)，pH(7.0)。121℃灭菌30min备用。
·3号土壤放线菌培养基
(NH4)2SO4(2.0g)，CaCO3(3.0g)，K2HPO4(1.0g)，MgSO4·7H2O(1.0g)，NaCl(1.0g)，可溶性淀粉(10.0g)，琼脂(18g)(液体培养不加)，水(1000mL)，pH(7.0)。121℃灭菌30min备用。
·4号土壤真菌培养基
取去皮的马铃薯块200g，加水1000mL，煮沸20min左右，用砂布棉花过滤，滤液加水至1000mL，加0.2%的蔗糖，1.5%的琼脂，pH自然。121℃灭菌30min备用。临用时在培养皿中加入无菌的25%的乳酸2滴。
本项实验选择了调查区大部分水样、土样所培养的嗜油微生物细菌和培养的放线菌、真菌类进行了强化、驯化、组合优化实验多达60余组次，进行了大量的实验。
(二)菌群的鉴定
选择的是被石油污染的研究区原位的土壤样品，而后从这些样品中分离、优化、组合，强化这些土着微生物细菌的降解石油污染的能力。根据中国科学院微生物研究所东秀珠等编着的《常见细菌系统鉴定手册》，对选择的降解石油污染的优势菌群进行了初步鉴定主要是:假单胞杆菌属(Pseudomonas)、微球菌属(Micrococcus)、放线菌属(Actino-mycetes)、真菌(fungus)类的霉菌(mold)青霉属(Penicillium)、毛霉菌属(Mucor)、曲霉属(Aspergillus)等菌群。
6. 吸食石油的细菌
分解者，分解石油中的有机物
7. 真有喜欢吃石油的微生物或细菌吗
当然啦，例如：7月20 日，大连石油管道爆炸第四天，超过23万吨“吃油菌”被投入黄海。吃油菌”的优势则在于，它可以原地分解石油，而且效果更加环保，不会产生其他有害的副作用。用“吃油菌”对受污染环境进行“生物处理”，其原理其实很简单。原油之所以会污染环境，是因为其中含有大量“多环芳烃”( PAHs)。多环芳烃是一种有害的、致癌的、诱发有机体发生突变的化合物，毒性很大，分子结构却很稳定，很难被分解掉——这也是石油泄漏中所要面对的最大问题之一。“吃油菌”却恰恰要依靠这种多环芳烃生长。它们从这些多环芳烃中吸收碳类物质，为其生长和繁殖提供营养。通过这样的“进食”方式，“吃油菌”分解掉石油中的多环芳烃，产生出一种叫做“鼠李糖脂”的物质。相对而言，“鼠李糖脂”在自然界中要容易降解许多，对环境也无害，其存在和一般真菌或酵母对自然界中的影响几乎没什么差别。
8. 真菌到底是什么东西
真菌是细菌的一种吗?
随着生活水平的逐渐提高，人们的卫生防病意识也在不断加强。大多数人知道细菌可以导致疾病，并习惯用“有病菌”或“有细菌”来形容一个脏的环境或物品。那么，真菌又是怎么回事，是细菌的一种吗?的确，真菌也很微小，也能使人生病，但它和细菌有着本质的区别。
我们知道，植物和动物都是由细胞组成的，细胞内都有细胞核。而微生物中只有真菌具有真正的细胞核和完整的细胞器，故又称真核细胞型微生物；细菌仅有原始核结构，无核膜和核仁，细胞器很少，属于原核细胞型微生物；而病毒则没有细胞结构，属于原生微生物。
真菌在自然界中分布极广，有十万多种，其中能引起人或动物感染的仅占极少部分，约300种。很多真菌对人类是有益的，如面粉发酵，做酱油、醋、酒和霉豆腐等都要用真菌来发酵。工业上许多酶制剂、农业上的饲料发酵都离不开真菌。许多真菌还可食用，如蘑菇、银耳、香菇、木耳等。真菌还是医药事业中的宝贵资源，有的可以用于生产抗生素和维生素以及酶类；有的本身就可以入药用于医治疾病，如中药马勃、茯苓、冬虫夏草等。
真菌还可引起动、植物和人类的多种疾病，在人类主要有三种类型：①真菌感染；②变态反应性疾病；③中毒性疾病。
霉菌
亦称“丝状菌”。属真菌。体呈丝状，丛生，可产生多种形式的孢子。多腐生。种类很多，常见的有根霉、毛霉、曲霉和青霉等。霉菌可用以生产工业原料(柠檬酸、甲烯琥珀酸等)，进行食品加工(酿造酱油等)，制造抗菌素(如青霉素、灰黄霉素)和生产农药(如“920”、白僵菌)等。但也能引起工业原料和产品以及农林产品发霉变质。另有一小部分霉菌可引起人与动植物的病害，如头癣、脚癣及番薯腐烂病等。
酵母菌
属真菌。体呈圆形、卵形或椭圆形，内有细胞核、液泡和颗粒体物质。通常以出芽繁殖；有的能进行二等分分裂；有的种类能产生子囊孢子。广泛分布于自然界，尤其在葡萄及其他各种果品和蔬菜上更多。是重要的发酵素，能分解碳水化合物产生酒精和二氧化碳等。生产上常用的有面包酵母、饲料酵母、酒精酵母和葡萄酒酵母等。有些能合成纤维素供医药使用，也有用于石油发酵的。
啤酒酵母（Saccharomyces）
属酵母菌属。细胞呈圆形、卵形或椭圆形。以出芽繁殖，能形成子囊孢子。在发酵工业上，可用来发酵生产酒精或药用酵母，也可通过菌体的综合利用提取凝血质、麦角固醇、卵磷脂、辅酶甲与细胞色素丙等产品。
红曲霉素（Monascuspurpureus）属于囊菌纲，曲霉科。菌丝体紫红色。无性生殖时，茵丝分枝顶端形成单独的或一小串球形或梨形的分生抱子。有性生殖时，产生球形、橙红色的闭囊果，内生含有八个子囊孢子的子囊。红曲霉可制红曲、酿制红乳腐和生产糖化酶等。
假丝酵母（Candida）
一属能形成假菌丝、不产生子囊孢子的酵母。不少的假丝酵母能利用正烷烃为碳源进行石油发酵脱蜡，并产生有价值的产品。其中氧化正烷烃能力较强的假丝酵母多是解脂假丝酵母（C.lipolytica）或热带假丝酵母（C.tropicalis）。有些种类可用作饲料酵母；个别种类能引起人或动物的疾病。
白色念珠菌（Candidaalbicans）
或亦称“白色假丝酵母”。一种呈椭圆形、行出芽繁殖的假丝酵母。通常存在于正常人的口腔、肠道、上呼吸道等处，能引起鹅口疮等口腔疾病或其他疾病。
黄曲霉（Aspergillusflavus）
半知菌类，黄曲霉群的一种常见腐生真菌。多见于发霉的粮食、粮食制品或其他霉腐的有机物上。菌落生长较快，结构疏松，表面黄绿色，背面无色或略呈褐色。菌体由许多复杂的分枝菌丝构成。营养菌丝具有分隔；气生菌丝的一部分形成长而粗糙的分生孢子梗，梗的顶端产生烧瓶形或近球形的顶囊，囊的表面产生许多小梗 (一般为双层)，小梗上着生成串的表面粗糙的球形分生孢子。分生孢子梗、顶囊、小梗和分生孢于合成孢子穗。可用于生产淀粉酶、蛋白酶和磷酸二酯酶等，也是酿造工业中的常见菌种。近年来，发现其中某些菌株会产生引起人、畜肝脏致癌的黄曲霉毒素。早在六世纪时，《齐民要术》中就有用“黄衣”、“黄蒸”两种麦曲来制酱的记载，这两种黄色的麦曲，主要由黄曲霉一类微生物产生的大量孢子和蛋白酶、淀粉酶所组成。
白地霉（Geotrichumcandim）
属真菌。菌落平面扩散，组织轻软，乳白色。菌丝生长到一定阶段时，断裂成圆柱状的裂生抱子。菌体生长最适宜的温度为28℃。常见于牛奶和各种乳制品(如酸牛奶和奶酪)中；在泡菜和酱上，也常有白地霉。可用来制造核苦酸、酵母片等。
抗生菌
亦称“拮(颉)抗菌”。能抑制别种微生物的生长发育，甚至杀死别种微生物的一些微生物。其中有的能产生抗菌素，主要是放线菌及若干真菌和细菌等。如链霉菌产生链霉素，青霉菌产生青霉素，多粘芽抱杆菌产生多粘菌素等。
假菌丝
某些酵母如假丝酵母经出芽繁殖后，子细胞结成长链，并有分枝，称为假菌丝。细胞间连接处较为狭窄，如藕节状，一般没有隔膜。
抗菌素
亦称“抗生素”。主要指微生物所产生的能抑制或杀死其他微生物的化学物质，如青霉素、链霉素、金霉素、春雷霉累、庆大霉素等。从某些高等植物和动物组织中也可提得抗菌素。有些抗菌素，如氯霉素和环丝氨酸，目前主要用化学合成方法进行生产。改变抗菌素的化学结构，可以获得性能较好的新抗菌素，如半合成的新型青霉素。在医学上，广泛地应用抗菌素以治疗许多微生物感染性疾病和某些癌症等。在畜牧兽医学方面，不仅用来防治某些传染病，有些抗菌素还可用以促进家禽、家畜的生长。在农林业方面，可用以防治植物的微生物性病害。在食品工业上，则可用作某些食品的保存剂。
病原性真菌
真菌（Fungus）在生物学分类上属于藻菌植物中真菌超纲，具真核细胞型的微生物，它们在自然界分布广泛，绝大多数对人有利，如酿酒、制酱，发酵饲料，农田增肥，制造抗生素，生长蘑茹，食品加工及提供中草药药源（如灵芝、茯苓、冬虫夏草等，都是真菌的产物或本身或利用真菌的作用所制备的）。对人类致病的真菌分浅部真菌和深部真菌，前者侵犯皮肤、毛发、指甲，为慢性，对治疗有顽固性，但影响身体较小，后者可侵犯全身内脏，严重的可引起死亡。此外有些真菌寄生于粮食、饲料、食品中，能产生毒素引起中毒性真菌病。
第一节 病原性真菌概述
一、生物学性状
（一）形态结构
真菌形态分单细胞和多细胞两类；单细胞真菌主要为酵母和类酵母菌（如隐球菌、念珠菌）呈圆形或椭圆形。多细胞真菌由菌丝和孢子组成，菌丝分枝交织成团形成菌丝体（Mycelium），并长有各种孢子，这类真菌即一般称为霉菌（Mold)。
真菌细胞结构比细菌复杂，细胞壁缺乏构成细菌胞壁的肽聚糖，其坚韧性，主要依赖于多聚N-乙酰基葡萄糖构成的甲壳质(Chitin)。并含葡聚糖，甘露聚糖及蛋白质，某些酵母菌还含类脂体。细胞内有较为典型的核结构和细胞器。
（二）培养特性
真菌能分泌酶使有机物降解成可溶性营养成分，吸收至细胞内进行新陈代谢。大多数真菌营养要求不高，在沙保氏培养基 (Sabouraud's smedium 含4%葡萄糖 1.0%蛋白胨 pH4.0～6.0 )，22～28℃生长良好。大多于1～2周出现典型菌落。真菌菌落一般有三种类型。
1．酵母型菌落，为单细胞真菌的菌落，形态与一般细菌菌落相似，以出芽形式繁殖，如新型隐珠菌。
2．类酵母型菌落，外观似酵母菌落，但可见伸入培养基中的假菌丝，它是由伸长的芽生孢子形成，如白色念珠菌。
3．丝状菌落，为多细胞真菌的菌落，由许多菌丝体组成。菌丝多数有隔分成多个细胞称有隔菌丝，有的菌丝无隔，称无隔菌丝。部分菌丝伸入培养基中吸收营养和水分，称营养菌丝；另一部分菌丝向空间生长称气中菌丝，能产生孢子的气中菌丝称生殖菌丝。有些真菌的气中菌丝形状特殊，呈球拍状、螺旋状、鹿角状等是各种皮肤丝状菌鉴别的依据之一。丝状菌落呈棉絮状、绒球状、粉末状或石膏粉样，在下面和背面可显示各称不同色素。
有些真菌在不同寄生环境和培养条件下出现两种形态，称二相性真菌，即在机体内或含血培养中37℃孵育，呈现酵母型菌落，而在沙保氏培养基上室温孵育，则形成丝状菌落。如荚膜组织胞浆菌、皮炎芽生菌等。
病原性真菌大多以出芽，分枝和断裂或形成无性孢子等无性生殖方式进行繁殖。近年发现不少病原性真菌除无性生殖外，具有性生殖阶段，如孢子丝菌，皮炎芽生菌，荚膜组织胞浆菌、石膏样小孢子菌等。孢子含有性孢子和无性孢子两类。有性孢子是通过不同细胞配合（质配或核配）后生长发育形态的。可分为卵孢子（oospore）、子囊孢子(Ascospore)、接合孢子(Zygospore)、担子孢子(Basidiospoe)。无性孢子是病原性真菌传播和延续后代的主要方式，无性孢子分叶状孢子和分生孢子二个类别，叶状孢子系从菌丝细胞直接形成的孢子，如芽生孢子(Blastosporne)、厚膜孢子 (Chlamydospore)、及关节孢子(Arthrospore)。分生孢子由生殖菌丝末端分裂收缩而成，如大分生孢子 (Marcroconidia)、小分生孢子(Microconidia)及孢子囊孢子(Sporagiospore)不同真菌产生不同形态的孢忆是鉴定真菌的依据之一。
（三）变异
真菌易发生变异，在人工培养基中多次传代或孵育过久，可出现形态结构，菌落性状，色素及毒力等改变，用不同的培养基或不同温度培养真菌，其性状都有改变。
（四）抵抗力
真菌对干燥、阳光、紫外线及一般化学消毒剂有耐受力，但充分暴露于阳光，紫外线及干燥情况下大多数真菌可被杀死，且对2.5%碘酒，10%福尔马林都敏感，一般可用福尔马林薰蒸被真菌感染的房间。对热敏感，一般60℃1小时可杀死真菌菌丝和孢子。
二、致病性与免疫性
（一）致病性
真菌引起的疾病大致包括
1.真菌性感染 主要是外源性感染，浅部真菌有亲嗜表皮角质特性，侵犯皮肤、指甲及须发等组织，顽强繁殖，发生机械刺激损害，同时产生酶及酸等代谢产物，引起炎症反应和细胞病变。溶部真菌，可侵犯皮下，内脏及脑膜等处，引起慢性肉芽肿及坏死。
2．条件性真菌感染 主要是内源性感染（如白色念珠菌），亦有外源性感染（如曲霉菌），此类感染与机体抵抗力，免疫力降低及菌落失调有关，常发生于长期应用抗生素、激素、免疫抑制剂、化疗和放疗的患者。
3．过敏性真菌病 系在各种过敏性或变态反性疾病中，由真菌性过敏原（如孢子抗原）引起过敏症，如哮喘，变态反应性肺泡炎和癣菌疹等。
4．真菌毒素中毒症（Mycotoxicosis）真菌毒素已发现100多种，可侵害肝、肾、脑、中枢神经系统及造血组织。如黄曲霉素可引起肝脏变性，肝细胞坏死及肝硬化，并致肝癌。实验证明，用含0.045PPM黄曲霉素饲料连续喂养小白鼠，豚鼠、家兔等可诱生肝癌，桔青霉素可损害肾小管，肾小球发生急性或慢性肾病。黄绿青霉素引起中枢神经损害，包括神经组织变性，出血或功能障碍等。某些镰刀菌素和黑葡萄穗素主要引起造血系统损害，发生造血组织坏死或造血机能障碍，引起白细胞减少症等。
（二）免疫性
1．非特异性免疫人类对真菌感染有天然免疫力。包括皮肤分泌短链脂肪酸和乳酸的抗真菌作用，血液中转铁蛋白（Transferrin）扩散至皮肤角质层的抑真菌作用；中性粒细胞和单核巨噬细胞的吞噬作用，以及正常菌群的拮抗作用。且许多真菌病受生理状态影响，如婴儿对念珠菌病易感，学龄前儿童易患头癣。
2．特异性免疫真菌感染中细胞免疫是机体排菌杀菌及复原的关键，T细胞分泌的淋巴因子对加速表皮角化和皮屑形成，随皮屑脱落，将真菌排除；以T细胞为主导的迟发型变态反应引起免疫病理损伤能局限和消灭真菌，以终止感染；一般DTH反应强度与体内菌量呈反比，如DTH阴性则菌量增加，病情严重，而经治疗又转阳性，说明治疗见效，预后良好。体液免疫对部分真菌感染有一定保护作用，如特异性抗体可阻止真菌转为菌丝相以提高吞噬细胞的吞噬率；抗白色念珠菌抗体与菌表面甘露醇蛋白质复合物结合，阻止本菌粘附宿主细胞；全身性白色念珠菌感染，尽管其迟发型变态反应阳性，或通过被动转移致敏淋巴细胞，还必须同时输入特异抗体才起保护作用。而DTH阴性者即使有抗体，不能引起保护作用，表明抗体须在具有良好的细胞免疫基础的机体内才发生保护作用。
三、微生物学诊断
（一）直接检查
是最简单而重要方法，浅部感染真菌的病变标本如毛发、皮屑、甲屑置玻片上，滴加10%KOH，覆盖玻片微热熔化角质层，再将玻片压紧，用吸水纸吸去周围多余碱液，在显微镜下观察，见皮屑甲屑中有菌丝，或毛发内部或外部有成串孢子，即可初步诊断为癣菌感染，但不能确定菌种。深部感染真菌标本如痰，脑脊液亦可做涂片用革兰氏染色（白色念珠菌）或愚汁负染色（隐球菌）观察形态特征。
（二）培养检查
本法可确定菌种，辅助直接检查不足，通常用沙保氏培养基（22～28℃），深部真菌可用血琼脂或脑心葡萄糖血琼脂37℃培养，或根据不同菌种运用不同培养基，如孢子丝菌可用胱氨酸血液葡萄糖琼脂，必要时运用鉴别培养基和生化反应，同化试验等进行鉴定。
（三）免疫学试验
近年来有许多方法用于检测深部感染真菌的抗体，作辅助诊断荚膜组织胞浆菌、念珠菌、曲霉菌。但系统性感染患者常因免疫功能降低不出现抗体；而且许多真菌间抗原性有交叉反应；有的产生抗体后维护时间较长，正常人群中有一定比例的阳性率，则必须结合临床情况分析结果才能作出恰当的诊断。
由于上述检测抗体受到许多因素的限制，及深部真菌感染时，早期培养阳性率甚低，晚期则多于失去治疗时机，因此用免疫学方法从血清或其他部位检测真菌抗原，对早期诊断具有重要意义。如乳胶凝集法检测新型隐球菌病患者的荚膜多糖抗原，ELISA法检测白色念珠菌感染者的甘露聚糖抗原及免疫荧光法检测孢子丝菌病患者的可溶性抗原等，均为早期，快速、特异的诊断方法。
（四）动物试验
其些真菌对实验动物有致病性，如皮炎芽生菌，球孢子菌可在小白鼠，豚鼠体内生长，白色念珠接种家兔小白鼠可发生肾脏脓肿致死。
四、防治原则
真菌感染尚无特异预防，主要注意公共卫生和个人卫生，碘化物治疗孢子丝菌病、毛霉菌病有一定疗效。制霉素、灰黄霉素、克霉唑（三苯甲霉唑）等外用或内服过癣症和白色念珠菌病等有较好疗效。近年服道5-氟胞嘧啶（5-FC）治疗单细胞真菌感染疗效显着。二性霉素B可用于深部全身真菌感染。
浅部真菌
浅部真菌主要为皮肤丝状菌（Dermatophytes），侵犯皮肤、毛发、指甲等角化组织引起癣症，又称癣菌(Ringworm)，分为三属，共37个种。（表20-1）
癣症病灶可见有隔菌丝和关节孢子，菌丝深入角化组织内生成营养菌丝体，纵横交织成网状，孢子可排列成链状或零散分布，在病发上可见孢子在毛干外排成厚鞘（毛外型感染）或毛干内排列成串（毛内型感染）。在沙保氏培养基孵育1～3周，可生成丝状型菌落，产生各种孢子和菌丝。根据菌落形态与色泽，菌丝的构造与形态，大分生孢子的形态和小分生孢子的有无及排列形式等，可作为鉴别种属的重要依据（见表20-2、图20-1）。
表20-1 癣菌的种类及侵犯部位
属 名
种数
侵犯部位
皮肤
指甲
毛皮