微生物核心物種計算方法

A. 高中生物種群密度調查方法都有些什麼

調查種群密度用：標志重捕法，樣方法，去除取樣法，直接計數法

1、標志重捕法（調查取樣法、估演算法）：

①、在被調查種群的活動范圍內，捕獲一部分個體，做上標記後再放回原來的環境，經過一段時間後再進行重捕，根據重捕到的動物中標記個體數占總個體數的比例，估算種群密度。

②、種群數量＝第一次捕獲並標志數×第二次捕獲數÷第二次捕獲中有標志數

2、樣方法：

①、在被調查種群的分布范圍內，隨機選取若干個樣方，通過計算每個樣方內個體數，求得每個樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群密度的估算值。

②、常用取樣方法：五點取樣法、等距離取樣法。

3、去除取樣法

在一個封閉的種群里，隨著連續的捕捉，種群數量逐漸減少，同等的捕捉力量所獲取的個體數逐漸降低，逐次捕捉的累積數就逐漸增大。當單位努力的捕捉數等於零時，捕獲累積數就是種群數量的估計值。

4、直接計數法

通過顯微鏡利用血球計數板進行較大單細胞微生物計數的操作方法，這是一種常用的徽生物計數方法，此種方法簡便、快速、直觀。

(1)微生物核心物種計算方法擴展閱讀：

種群密度調查則是構建種群數量變化模型的基礎，其方法有兩種：一種是直接逐個計數法，適用分布范圍小、個體較大的種群，統計的結果完全符合實際值，是一種精準的方法。

但在一般情況下，由於種群個體數繁多，其大小不一，再加之因動物的穴居、隱藏和飛翔等原因，逐一計數是很困難的，這時常常只計數種群的一小部分，用來估計整個種群的種群密度，這種方法稱為取樣調查法（估演算法），這就是經常用到的另一種方法。

影響因素：

1 種群增長率

出生率、死亡率以及遷入率、遷出率決定種群大小和種群密度。年齡增長型的種群密度會越來越大；性別比例失調，繁殖率低，種群密度將降低；若出生率大於死亡率，種群密度將增大

2 密度制約

一旦種群大小超過了環境的容納量，其個體數必將逐漸減少，要麼出生率有所回落，要麼死亡率有所升高，其中主要受食物資源與天敵種群因素制約。

3 隨機性

在自然狀態下，動植物及微生物種群總是受到隨機過程的干擾。包括環境隨機性與災難性隨機性，以相同的方式作用於所有個體，與種群大小及其他參數無關，任何環境因素都會對種群參數產生不可預測的影響，其中主要是氣候因素和領地面積。

B. 微生物如何界定物種

1。16S相似度。16S指的是核糖體小亞基的RNA組分，也就是16S rRNA。長度大約1500nt，不同物種略有差異。這里需要測全長的16S，一般用27F和1492R這對引物。擴出來之後送一代測序，然後去資料庫比對，也就是BLAST。一般認為相似度超過97%的話，就是同一個物種；低於97%的話就是不同物種。這只能用來做初步判斷，因為變形菌門可能相似度達到99%的仍然可能是不同的種（忘了是哪篇文獻了，似乎是討論97%閾值的）。但是這個指標可以簡單的幫我們確定這個菌是哪個屬，或者哪個科。定屬還是靠譜的。

2。形態學觀察。比如這個菌的形狀、大小、鞭毛情況等等。還包括最適生長條件的確定。

3。磷脂脂肪酸鑒定，這個具有屬特異性。

4。呼吸醌。看一下占優勢的呼吸醌是哪種。這個有種特異性。

5。分子雜交。測定基因組序列，草圖就行，然後跟近源物種去比較。相似度超過70%是一個種，低於70%是不同物種。閾值的數值記不清了，大概是65-70%吧。

6。碳源利用情況。看一下能利用哪些碳源。95種碳源的測試。

7。API試劑盒鑒定，生理生化鑒定的一方面。

8。GC含量。

9。革蘭氏染色。

確定了新種之後，需要命名。命名用的是現代拉丁文或者希臘文，因為拉丁文已經是死文字了，語義不會再變化。生物的拉丁名都是有意義的，比如Arthiobotrys oligospora，這是一種真菌，中文名寡孢節叢孢。是節叢孢屬的。種名oligo表示稀少的，spora表示孢子。屬名我不會拆詞，但是節肢動物的名字是Arthropoda，所以可以看出屬名是帶「節」的，表示分節。Pseudomonas aeruginosa，銅綠假單胞菌。pseudo是假的，偽的，monas表示單一的，單個的，aeruginosa表示銅綠，也就是銅銹。需要注意拉丁文和希臘文是分陰陽性的，這個在解釋命名的時候都會有。

C. 微生物可以分成哪「三行八大類」啊詳細點！謝謝啊!

微生物是指那些肉眼看不到而需要藉助顯微鏡觀察的微小生物，主要包括原核微生物（如細菌）、真核微生物（如真菌、藻類和原蟲）和無細胞生物（如病毒）三大類。

微生物按結構、組成可分為三大類,即原核細菌型微生物(細菌、支原體、立克次體、衣原體、螺旋體、放線菌)、真核細菌型微生物(真菌)和非細菌型微生物(病毒)。

微生物分類是按微生物的親緣關系相似程度把微生物歸入各分類單元或分類群(taxon)，以得到一個反映微生物進化的自然分類系統、可供鑒定用的檢索表以及可給出符合邏輯的名稱的命名系統。所以微生物分類的具體任務就是分類（classification）、鑒定（identification）與命名（nomenclature）。
微生物形體微小與發生變異等特點微生物分類帶來了許多困難。加之，由於微生物的進化關系一般較難搞清楚，因此在微生物分類中或多或少地摻雜有人為和主觀的因素。正因為這樣，數值分類和遺傳分類等一些比較客現、可信度較高的分類法，在微生物分類中已得到越來越廣泛的應用，尤其是遺傳分類法。。
進行微生物分類鑒定前，首先必須獲得該微生物的純培養物，然後根據一系列分類特徵進行鑒定。一般是先根據形態特徵鑒別其屬於哪一個大類（細菌、放線菌、酵母菌或黴菌）；再根據其生理生化特徵、生態特徵、免疫特徵和遺傳特徵等，藉助於檢索表或鑒定手冊來依次確定是屬於哪個目、科、屬、種；最後與該種的模式種（type species）加以比較並命名。

第一節 微生物的分類單元

與其他生物的分類一樣，微生物分類的基本單元也是種（species）。微生物種是顯示高度相似性、親緣關系極其接近、與其他種有明顯差異的一群菌株的總稱。所以微生物學中的種帶有抽象的種群概念，但在具體分類之前，常用一個被指定的、能代表這個種群的模式菌株或典型菌株（typestrain）作為該種的模式種來定種。模式種往往是定為一個新屬的第一個種或第一批種之一，也可以是在某一已知屬內任意指定的種。
一、種以上的分類單元
種以上的分類單元自上而下依次分力 7個等級，它們是：
界（Kingdom） 門（Phylum或 Division） 綱（Class）
目（Order） 科（Family） 屬（Genus） 種（Species）
一個或多個種構成一屬，一個或多個屬構成一科，等等。
必要時，還可在上述分類單元之間設中間類群。例如在門與綱之間可設超綱（Superclass）；在綱與目之間可設亞綱（Subdclass）、超目（Superorder）；在目與科之間可設亞目（Suborder）、超科（Superfamily）；在科與屬之間可設亞科（SubfamiIy）、族（Tribe）、亞族（Subtribe）等。 二、種以下的分類單元 鑒定微生物種時，只有在所有鑒別特徵都與已知的模式種相同的情況下才能定為同種。而實際上，由於變異的絕對性，被鑒定的微生物總是在某個或某些特徵上與模式種有明顯而穩定的差異。這樣，在微生物種以下就必須再分為亞種、變種、型或菌株等的級別了。 （一）亞種
亞種（subspecies，subsp，ssp．）是種的進一步細分的單元，一般是指在某一個特徵上與模式種有明顯而穩定差異的菌種，如金黃色葡萄球菌的厭氧亞種（Staphylococcus aureus subsp.anaerbius）。 （二）型
型（type）是同一細菌種內顯示很小生物化學與生物學差異的菌株，常用於細菌（尤其是致病菌）中緊密相關菌株的區分。所以可以認為，型是細菌亞種的再細分。根抿抗原性的差異，可以分為不同的血清型（serotype），如肺炎雙球菌的Ⅰ、II、III……型；根據對噬菌體敏感性的區別，可以分成許多不同的噬菌體型（phagetype），如帶有 Vi抗原（一種表面抗原）的傷寒沙門氏菌（Salmonella typhi）可被 Vi噬菌體分為 80多個噬菌體型。此外，還有形態型、生理型、生態型、化學型、溶菌型、與致病型等。不過，目前在這些表示型的術語中常用變型（var．）、作為型的代用後綴。如生物變型（biovar）、形態交型（morphovar）以及血清變型（serovar）等。 （三）菌株
菌株（strain）又稱品系。一個菌株是指由一個單細胞繁衍而來的克隆（clone）或無性繁殖系中的一個微生物或微生物群體。所以一個微生物可以有許許多多菌株，它們在遺傳上是相似或一致的。同一種微生物的不同菌株雖然在作為分類鑒定的一些主要性狀上是相同的，但是在次要性狀（如生化性狀、代謝產物和產量性狀）上可以有或大或小的差異。正因為同一種微生物可以有許多菌株，所以菌株常用字母和或編號來表示。例如Escherichia coli（大腸桿菌） K12和 B分別表示大腸桿菌 K12菌株和 B菌株；Bacillus subtilis(枯草桿菌）ASl．398表示產蛋白酶高的枯草桿菌菌株，而Bacillus subtilisBF7658則表示產a澱粉酶高的枯草桿菌；Corynebacterium pekinense（北京棒桿菌）ASl.299表示高產谷氨酸的北京棒桿菌菌株。在上述表示菌株的符號中，有的是隨意的，有的為收藏該模式菌株的菌種保藏機構的縮寫。例如 AS為中國科學院（Academia Sinica）的縮寫。國外著名菌種保藏機構有美國模式培養物保藏所 （American Type Culture Collection）其縮易力 ATCC。
在種以下的分類單元中除以上列出的之外，還有一些非正式的、涵義不太明確因而一般不常使用的名稱，如類群（group）、小種（race）相（phase）以及態（state）等。
第二節 微生物的命名

微生物的名字有俗名（common name）和學名（scientific name）兩種。俗名是通俗的名字，如結核分支桿菌俗稱結核桿菌，銅綠假單胞菌俗稱綠膿桿菌，粗糙豚孢菌的俗名為紅色麵包霉等等。俗稱簡潔易懂，記憶方便，但是它的涵義往往不夠確切，而且還有使用范圍和地區性等方面的限制，為此，每一微生物都需要有一個名副其實的、因際公認並通用的名字，這便是學名。學名是微生物的科學名稱，它是按照有關微生物分尖的國際委員會擬定的法則命名的。學名由拉丁詞、希臘詞或拉丁化的外來片語成。學名的命名常用雙名法。 採用雙名法命名時，學名由屬名和種名構成，用斜體表示。屬名在前，而且第一個字母要大寫。種名在後，全部小寫。學名後還要附上首個命名者的名字和命名的年份，但這些都用正體宇。如金黃色葡萄球菌（俗稱「金葡菌」）Staphylococcus aureus Rosenbach 1884 。 不過在一般情況下使用時，後面的正體字部分可以省略。 隨著分類學的不斷深入，常會發生種轉屬的情況。例如 Weldin在1927年把原來的豬霍亂桿茵(Bacillus cholerae-suis Smith1894)這個種由桿菌屬轉入沙門氏菌屬，定名為豬霍亂沙門氏菌(Salmonella choleeraesuis)，這時就要將原命名人的名字置於括弧內，放在學名之後，並在括弧後再附以現命名者的名字和年份，這樣就成了((Salmonella choleeraesuis Smith)Weldinl927。
如果是新種，則要在新種學名之後加「sp.nov．」(其中sp．為物種species的縮寫；nov．為novel的縮寫，新的意思)。例如Methanobrevibacterium espanolae sp.nov(埃斯帕諾拉甲烷桿菌，新種)。
有時在對某個或某些分離物進行分類鑒定時，屬名已肯定，但種名由於種種原因而一時尚難確定，這時就可用在屬名後暫加「sp．」或「spp．」的方式來解決。例如Methanobrevibacter sp．是表示一個尚未確定其種名的甲烷短桿菌物種，意為「一種甲烷短桿菌」；則Methanobrevibacter spp.表示若干未定種名的甲烷短桿菌物種，其中的spp．是物種復數的簡寫。

第三節 微生物的分類依據和方法

微生物的分類依據主要有：形態特徵、生理生化特徵、生態特徵、抗原特徵、遺傳特徵和化學分類特徵等。現以細菌的分類依據為主來說明。
一、常規分類法
常規分類是根據微生物形態、生理生化、生態和抗原等表型特徵進行分類的方法，這是微生物分類鑒定中通常採用的方法。
(一)形態特徵
1．個體形態特徵
細菌的個體形態特徵包括，細菌細胞的形狀、大小和排列方式；染色反應(革蘭氏染色和抗酸染色)；運動性；鞭毛的著生位置與數目；是否產芽孢，芽孢的形狀、大小與著生位置；細胞貯藏物(種類、數目和分布情況等)；對於有些細菌還要根據莢膜、菌毛、菌鞘、附器、氣泡和色素等作為分類依據。在放線菌與絲狀真菌中，菌絲體特徵(菌絲長短、粗細、分支狀況、疏密、有無橫隔、斷裂與否和顏色等)；無性和有性繁殖階段的特徵以及繁殖器官的形態與結構；孢子的種類、形態、大小、數目、著生狀態、顏色與表面紋飾等都是重要的分類依據。對於病毒則為病毒粒子的大小、形態或對稱性、有無包膜、寄主范圍、核酸類型和相對分子質量、有無包含體以及基因組的組分(單組分基因組、雙組分基因組或多組分基因組)等。
2．群體形態特徵
(1)平板上的菌落特徵 包括形狀、大小、邊緣、表面及質地(光滑、粗糙、濕潤、乾燥、光澤、暗淡、皺褶、細小顆粒狀與凹凸不平等)、隆起程度、易挑取性或粘稠度、透明度與色澤等。
(2)液體培養特徵 包括生長量、生長類型與分布、混濁度、表面生長狀態、沉澱物、氣味和顏色等。
此外，還有斜面培養特徵和穿刺培養特徵等。
(二)生理生化特徵
1．對營養或生長基質的要求
對營養或生長基質的要求包括所能利用別碳源、能源、氮源、無機鹽以及生長因子等。
2．代謝反應
代謝反應包括反應類型、代謝產物和酶。經常測定的有：水解大分子的能力，如澱粉水解、油脂水解、明膠液化和酪素水解等試驗；分解糖或醇類產酸和(或)氣體；其他產物的種類與數量，如糖或醇類發酵試驗、甲基紅試驗、V．P．試驗；分解蛋白陳中氨基酸(如色氯酸或含硫氮基酸)的能力，如吲哚試驗和H2S試驗。此外，還有硝酸鹽還原試驗、檸檬酸鹽或丙酸鹽利用試驗和丙二酸鹽利用試驗等。用作分類特徵的酶主要有：氧化酶、過氧化氫酶、凝固酶、腮酶、氨基酸脫羧酶、精氨酸雙水解酶、苯丙氨酸脫氨酶等。產色素、抗生素等次級代謝產物也常是某些微生物的分類依據。
3．抗逆性
對噬菌體、抗生素、染料和化學葯品等抗微生物因子(antimicrobial agent)的反應也是分類鑒定的依據。例如噬菌體與宿主細菌的關系有高度特異性，即一種噬菌體只能裂解一種(或屬)或者與該種(或屬)相近的細菌，故可用於未知菌的鑒定和分型。噬菌體分型(phage typing)已用於許多放線菌的分型。 (三)生態特徵 生態特徵包括微生物的天然生境以及與微生物生活關連的環境因子(氧、溫度、pH、鹽度以及與其他生物之間的相互關系)。
（四）抗原特徵 抗原特徵即免疫關系。在有些多樣化的微生物類群中，單純按照形態和生理生化等特徵難以區分諸多親緣關系相近的成員，但它們在抗原結構或血清學上有明顯差異，所以可藉助於靈敏高和特異性強的免疫血清反應在種內進一步區分為許多不同的型或菌株。用免疫分類鑒定的抗原主要有表面抗原，如傷大腸桿菌的K抗原；菌體抗原如胞壁脂多糖或O抗原等。 二、遺傳特徵分類法
基本表型特徵的微生物分類是不夠精確的，而遺傳特徵客觀地反映了微生物的親緣關系，所以遺傳特徵是微生物分類鑒定中一個可靠的特徵。尤其在正式定為新屬或新種時一定要有其遺傳特徵的描述。
遺傳分類法是指根據核酸分析得到的遺傳相關性所做的分類。因為遺傳分類法是以決定生物表型特徵的遺傳物質——核酸作為比較的准繩，所以它是一種最客觀和可信度最高的分類方法。
(一)DNA(G+C)mol％值
DNA(G+C)mol％值是微生物(除少數以RNA為遺傳物質的病毒)的一個基本遺傳特徵，它通常以DNA中鳥嘌呤(G)加胞嘧啶（C）的摩爾(mol)數的百分比，即(G+C)mol％來表
示：
(G+C)(mol)
(G+C)mol％＝——————————×100％
(A+T)十(G+C)(mol)
微生物DNA GC值的變化范圍較廣。原核微生物DNA(G+C)mol％為20—80。真核微生物DNA(G+C)mol％為30—60，但對於一定的微生物來說，其DNA(G+C)mol％值是恆定的。一般而言，親緣關系密切和表型又高度相似的微生物常有相似的(G+C)mol％值。例如普通變形菌與奇異變形菌的(G+C)mol％都接近於39。不過也有不少例外情況。例如普通變形菌與嗜熱鹼甲烷桿菌這兩種親緣關系極遠而表型也截然不同的微生物的(G+C)mol％都接近39即為一例。因此，同樣重要的一點是，(G+C)mol％相同或相近的微生物並非必然親緣關系密切，也就是說，並非一定就是相同或相近的種屬。這是因為(G+C)mol％值只是指DNA中4種鹼基的含量，並未涉及到它們的排列順序，因而完全不同的微生物也可能有相近的(G+C)mol％。但是，(G+C)mol％值有明顯差異的微生物肯定不會屬於同一個種。所以根據DNA(G+C)mol％實際上只能排除GC比不同的微生物屬於同一種的可能性，而不能肯定(G+C)mol％相同的微生物同屬一個種。一個種內各菌株間的(G+C)mol％值可因所用測定方法的不同和測定誤差等而有差異。一般認為，(G+C)mol％值相差超過5％時就不可能是屬於同一個種；相差超過10％時，可考慮是不同屬。
DNA(G+C)mol％可以用化學方法測定，也可以用物理方法測定，目前普遍採用物理方法測定。DNA(G+C)mol％的化學測定是先用酸水解DNA，用紙層析分離核苛酸鹼基，然後洗脫和定量單個鹼基。物理方法有熔解溫度(Tm)法和CsCl密度梯度離心。
三、化學特徵分類法
化學分類法是應用電泳、色譜和質譜等分析技術，根據微生物細胞組分、代謝產物的組成與圖譜等化學分類特徵進行分類的方法。現已證明，蛋白質或糖類代謝產物的氣-液相色譜分析在梭菌、擬桿菌以及其他一些細菌的分類鑒定中非常有用。近年來，以微生物細胞化學成分為特徵的化學分類已成了微生物分類的一個重要方面。
四、數值分類法
數值分類是根據數值分析，藉助計算機將擬分類的微生物按其性狀的相似程度歸類的方法。
（一）數值分類原則
主要分類的原則是：①根據盡可能多的性狀分類，以揭示單位間的真實關系；②分類時視每個性狀為同等重要，以避免分類者的主觀偏見，使結果比較客觀、明確而且可以重復；③按性狀的相似度歸為等同分類單元或分類群的表現群或表元。
（二）數值分類程序
①分類單元與性狀的選擇；②性狀編碼；③相似度的計算；④系統聚類；⑤聚類結果的表示；⑥菌株鑒定。

D. 生物多樣性的計算方法是

生物多樣性測定主要有三個空間尺度：α多樣性，β多樣性，γ多樣性。α多樣性主要關注局域均勻生境下的物種數目，因此也被稱為生境內的多樣性（within-habitatdiversity）。β多樣性指沿環境梯度不同生境群落之間物種組成的的相異性或物種沿環境梯度的更替速率也被稱為生境間的多樣性（between-habitatdiversity），控制β多樣性的主要生態因子有土壤、地貌及干擾等。γ多樣性描述區域或大陸尺度的多樣性，是指區域或大陸尺度的物種數量，也被稱為區域多樣性（regionaldiversity）。控制γ多樣性的生態過程主要為水熱動態，氣候和物種形成及演化的歷史。

E. 怎麼分析微生物群落結構和多樣性

微生物群落的種群多樣性一直是微生物生態學和環境學科研究的重點。近幾年來，微生物群落結構成為研究的熱點。首先，群落結構決定了生態功能的特性和強弱。其次，群落結構的高穩定性是實現生態功能的重要因素。再次，群落結構變化是標記環境變化的重要方面。因此，通過對目標環境微生物群落的種群結構和多樣性進行解析並研究其動態變化，可以為優化群落結構、調節群落功能和發現新的重要微生物功能類群提供可靠的依據。
從年代上來看，微生物群落結構和多樣性解析技術的發展可以分為三個階段。20世紀70年代以前主要依賴傳統的培養分離方法，依靠形態學、培養特徵、生理生化特性的比較進行分類鑒定和計數，對環境微生物群落結構及多樣性的認識是不全面和有選擇性的，方法的分辨水平低。在70和80年代，研究人員通過對微生物化學成分的分析總結出了一些規律性的結論，從而建立了一些微生物分類和定量的方法即生物標記物方法，對環境微生物群落結構及多樣性的認識進入到較客觀的層次上。在80和90年代，現代分子生物學技術以DNA為目標物，通過rRNA基因測序技術和基因指紋圖譜等方法，比較精確地揭示了微生物種類和遺傳的多樣性，並給出了關於群落結構的直觀信息。
1 傳統培養分離方法
傳統培養分離方法是最早的認識微生物群落結構和多樣性的方法，自1880年發明以來一直到
現在仍被廣泛使用。傳統培養分離方法是將定量樣品接種於培養基中，在一定的溫度下培養一定的時間，然後對生長的菌落計數和計算含量，並通過在顯微鏡下觀察其形態構造，結合培養分離過程生理生化特性的觀察鑒定種屬分類特性。培養分離方法採用配比簡單的營養基質和固定的培養溫度，還忽略了氣候變化和生物相互作用的影響，這種人工環境與原生境的偏差使得可培養的種類大大減少(僅占環境微生物總數的0.1%～10%[1])。而且，此方法繁瑣耗時，不能用於監測種群結構的動態變化。
2 群落水平生理學指紋方法(CLPP)
通常認為微生物所含的酶與其豐度或活性是密切相關的。酶分子對於所催化的生化反應特異性很高，不同的酶參與不同的生化反應。如果某一微生物群落中含有特定的酶可催化利用某特定的基質，則這種酶-底物可作為此群落的生物標記分子之一，標記了某種群的存在。由Garlan和Mills[2]於1991年提出的群落水平生理學指紋方法(CLPP)是通過檢測微生物樣品對底物利用模式來反映種群組成的酶活性分析方法。具體而言，CLPP分析方法就是通過檢測微生物樣品對多種不同的單一碳源基質的利用能力，來確定那些基質可以作為能源，從而產生對基質利用的生理代謝指紋。由BIOLOG公司開發的BIOLOG氧化還原技術，使得CLPP方法快速方便。商業供應的BIOLOG微平板分兩種：GN和MT，二者都含有96個微井，每一
128 生態環境 第14卷第1期（2005年1月）

微井平板的干膜上都含有培養基和氧化還原染料四唑[3]。其中，BIOLOG的GN微平板含有95種不同碳源和一個無碳源的對照井，而MT微平板只含有培養基和氧化還原染料，允許自由地檢測不同的碳源基質[3]。檢測的方法是：將處理的微生物樣品加入每一個微井中，在一定的溫度下溫育一定的時間(一般為12 h)，在溫育過程中，氧化還原染料被呼吸路徑產生的NADH還原，顏色變化的速率取決於呼吸速率，最終檢測一定波長下的吸光率進行能源碳的利用種類及其利用程度的分析[4]。
BIOLOG方法能夠有效地評價土壤和其它環境區系的微生物群落結構[3~6]。其優點是操作相對簡單快速，而且少數碳源即能區別碳素利用模式的差別[5]。然而，BIOLOG體系僅能鑒定快速生長的微生物，而且，測試盤內近中性的緩沖體系、高濃度的碳源及有生物毒性的指示劑紅四氮唑(TTC)使得測試結果的誤差進一步增大。姚槐應[5]的研究表明，應根據測試對象的特點（例如pH，碳源利用類型及利用能力）改進BIOLOG體系，並且，有必要研究更好的指示劑來取代TTC。
3 生物標記物方法
生物標記物(Biomakers)通常是微生物細胞的生化組成成分，其總量通常與相應生物量呈正相關。由於特定結構的標記物標志著特定類型的微生物，因此一些生物標記物的組成模式(種類、數量和相對比例)可作為指紋估價微生物群落結構。由於分類的依據是從混合微生物群落中提取的生化組成成分，潛在地包括所有的物種，因而具有一定的客觀性。並且分析簡便快速，適於定性甚至半定量地檢測微生物體系的動態變化。20世紀80年代以來常用於研究微生物群落結構的生物標記物方法包括：醌指紋法(Quinones Profiling)、脂肪酸譜圖法(PLFAs和WCFA-FAMEs)。測定時，首先使用合適的提取劑提取環境微生物樣品中的這些化合物並加以純化，然後用合適的溶劑製成合適的樣品用GC或LC檢測，最後用統計方法對得到的生物標記物譜圖進行定性定量分析。
3.1 醌指紋法(Quinones Profiling)
呼吸醌廣泛存在於微生物的細胞膜中，是細胞膜的組成成分，在電子傳遞鏈中起重要作用[7]。醌的含量與土壤和活性污泥的生物量呈良好的線性關系的研究表明，醌含量可用作微生物量的標記[8]。有兩類主要的呼吸醌：泛醌(ubiquinone, UQ)即輔酶Q和甲基萘醌(menaquinone,MK)即維生素K[9]。醌可以按分子結構在類(UQ和MK)的基礎上依據側鏈含異戊二烯單元的數目和側鏈上使雙鍵飽和的
氫原子數進一步區分。研究表明，每一種微生物都含有一種占優勢的醌[7]，而且，不同的微生物含有不同種類和分子結構的醌[9]。因此，醌的多樣性可定量表徵微生物的多樣性，醌譜圖（即醌指紋）的變化可表徵群落結構的變化。
用醌指紋法描述微生物群落的參數[7]有：(1)醌的類型和不同類型的醌的數目；(2)占優勢的醌及其摩爾分數含量；(3)總的泛醌和總的甲基萘醌的摩爾分數之比；(4)醌的多樣性和均勻性；(5)醌的總量等。對兩個不同的群落，由上述分析所得數據可以計算出另一個參數____非相似性指數(D)，用於定量比較兩個群落結構的差異。
醌指紋法具有簡單快速的特點，近幾年來廣泛用於各種環境微生物樣品(如土壤，活性污泥和其它水生環境群落)的分析。
考察了醌指紋法分析活性污泥群落的分析精度，證明此方法是一種可靠的分析方法。然而，醌指紋法也存在一定的局限性，它不能反映具體哪個屬或哪個種的變化。 3.2 脂肪酸譜圖法(PLFAs、WCFA-FAMEs和其它方法)
從微生物細胞提取的脂肪類生化組分是重要的生物量標記物，例如，極脂(磷脂)、中性脂類(甘油二酯)可分別作為活性和非活性生物量的標記物[10]。更重要的是，提取脂類的分解產物____具有不同分子結構的混合的長鏈脂肪酸，隱含了微生物的類型信息，其組成模式可作為種群組成的標記。多種脂肪酸譜圖法廣泛用於土壤、堆肥和水環境微生物群落結構的分型和動態監測[11~13]。
常用的脂肪酸譜圖法可分為兩種：磷脂脂肪酸(PLFAs)譜圖法和全細胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)譜圖法[14]。二者分析的對象實質上都是脂肪酸甲酯，不同之處在於提取脂肪酸的來源不同。磷脂脂肪酸(PLFAs)譜圖法提取的脂肪酸主要來源於微生物細胞膜磷脂即來源於活細胞，全細胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)譜圖法提取的脂肪酸來源於環境微生物樣品中的所有可甲基化的脂類即來源於所有的細胞（包括活細胞和死細胞）。因此，磷脂脂肪酸(PLFAs)譜圖法的優點在於准確，可靠；全細胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)譜圖法的優點在於提取簡捷，所需樣品量少。對多個環境微生物樣品分析而言，先用WCFA-FAMEs譜圖法預先篩選再用PLFAs法進行分析是提高效率的較佳選擇。
脂肪酸譜圖分析包括兩種形式：一種是脂肪酸，採用GC分析儀達到分離不同結構的分子的目的；另一種是脂肪酸甲基化產物____脂肪酸甲酯，採用GC-MS分析儀進行不同分子的分離和鑒定。

F. 如何計算單倍性在居群水平和物種水平的多樣性

物種多樣性
這是生物多樣性的核心.物種（species）是生物分類的基本單位.對於什麼是物種一直是分類學家和系統進化學家所討論的問題.邁爾(1953）認為：物種是能夠（或可能）相互配育的、擁有自然種群的類群,這些類群與其他類群存在著生殖隔離.中國學者陳世驤(1978）所下的定義為：物種是繁殖單元,由又連續又間斷的居群組成；物種是進化的單元,是生物系統線上的基本環節,是分類的基本單元.在分類學上,確定一個物種必須同時考慮形態的、地理的、遺傳學的特徵.也就是說,作為一個物種必須同時具備如下條件：①具有相對穩定的而一致的形態學特徵,以便與其他物種相區別； ②以種群的形式生活在一定的空間內,占據著一定的地理分布區,並在該區域內生存和繁衍後代； ③每個物種具有特定的遺傳基因庫,同種的不同個體之間可以互相配對和繁殖後代,不同種的個體之間存在著生殖隔離,不能配育或即使雜交也不同產生有繁殖能力的後代.
物種多樣性是指地球上動物、植物、微生物等生物種類的豐富程度.物種多樣性包括兩個方面,其一是指一定區域內的物種豐富程度,可稱為區域物種多樣性；其二是指生態學方面的物種分布的均勻程度,可稱為生態多樣性或群落物種多樣性（蔣志剛等,1997）.物種多樣性是衡量一定地區生物資源豐富程度的一個客觀指標.
在闡述一個國家或地區生物多樣性豐富程度時,最常用的指標是區域物種多樣性.區域物種多樣性的測量有以下三個指標：①物種總數,即特定區域內所擁有的特定類群的物種數目 ；②物種密度,指單位面積內的特定類群的物種數目； ③特有種比例,指在一定區域內某個特定類群特有種占該地區物種總數的比例.

G. 微生物群落中關鍵物種的區分和鑒定有哪些方法

微生物群落中關鍵物種的區分和鑒定有哪些方法
微生物群落的種群多樣性一直是微生物生態學和環境學科研究的重點。近幾年來，微生物群落結構成為研究的熱點。首先，群落結構決定了生態功能的特性和強弱。其次，群落結構的高穩定性是實現生態功能的重要因素。再次，群落結構變化是標記環境變化的重要方面。因此，通過對目標環境微生物群落的種群結構和多樣性進行解析並研究其動態變化，可以為優化群落結構、調節群落功能和發現新的重要微生物功能類群提供可靠的依據。
從年代上來看，微生物群落結構和多樣性解析技術的發展可以分為三個階段。20世紀70年代以前主要依賴傳統的培養分離方法，依靠形態學、培養特徵、生理生化特性的比較進行分類鑒定和計數，對環境微生物群落結構及多樣性的認識是不全面和有選擇性的，方法的分辨水平低。在70和80年代，研究人員通過對微生物化學成分的分析總結出了一些規律性的結論，從而建立了一些微生物分類和定量的方法即生物標記物方法，對環境微生物群落結構及多樣性的認識進入到較客觀的層次上。在80和90年代，現代分子生物學技術以DNA為目標物，通過rRNA基因測序技術和基因指紋圖譜等方法，比較精確地揭示了微生物種類和遺傳的多樣性，並給出了關於群落結構的直觀信息。

H. 生物的數量

地球上到底有多少種生物一直是科學家們爭論不休的話題。美國印第安納大學研究人員說，地球上的物種數量高達萬億，是以前估算數值的10萬倍。換句話說，當前，人們對地球上物種的認知只有十萬分之一。

2011年，美國和加拿大科學家曾聯合發布研究成果稱，按數學方法估算，地球上物種的數量約為870萬種，最高超不過1000萬種。但印第安納大學教授傑伊·倫農說，先前的這些估算方法忽視了微生物的存在，而且使用的計算方法也不夠准確。

他在《國家科學院學報》上寫道：微生物太小，肉眼不可見，其中包括單細胞有機體、細菌、古細菌和某些真菌。1克土壤中就能含有1萬種生物。研究人員從全球3.5萬個地點統計到了560萬微生物和非微生物物種，利用數學方法推算出1萬億這個數字。