Các loại hình dinh dưỡng vi sinh vật Các loại hình dinh dưỡng vi sinh vật Bởi: Nguyễn Lân Dũng buivietha Vi sinh vật có tính đa dạng cao loại hình dinh dưỡng (nutritional types) phức tạp Căn vào nguồn C, nguồn lượng, nguồn điện tử, chia thành loại sau (Bảng 15) Các loại hình dinh dưỡng vi sinh vật (I) -Nguồn C (Carbon sources) +Tự dưỡng (autotroph) CO2 nguồn C hay chủ yếu +Dị dưỡng (heterotroph) Nguồn C chất hữu -Nguồn lượng (Energy sources) +Dinh dưỡng quang (phototroph) Nguồn lượng ánh sáng +Dinh dưỡng hoá (chemotroph) Nguồn lượng lượng hóa học giải từ oxy hoá hợp - Nguồn điện tử (Electron sources) + Dinh dưỡng vô (lithotroph) Dùng phân tử vô dạng khử để cung cấp điện tử + Dinh dưỡng hữu (organotroph) Dùng phân tử hữu để cung cấpđiện tử Có thể mô hình hóa chức sinh lý chất dinh dưỡng sinh trưởng vi sinh vật qua hình sau đây: 1/4 Các loại hình dinh dưỡng vi sinh vật Mô hình sơ lược chức sinh lý chất dinh dưỡng sinh trưởng vi sinh vật Có thể đem phần lớn vi sinh vật phân thành bốn nhóm (Bảng 16) Các loại hình dinh dưỡng vi sinh vật (II) Loại hình dinh dưỡng Nguồn lượng; Hydrogene; điện tử; Đại diện Carbon Quang năng; H2, -Tự dưỡng quang H2S,S H2O; vô (photolithoautotrophy) CO2 Vi khuẩn sulfur, màu tía,màu lục; Vi khuẩn lam -Dị dưỡng quang nănghữu (photoorganoheterotrophy) Vi khuẩn phi lưu huỳmh màu tía, màu lục -Tự dưỡng hoá năngvô (chemolithoautotrophy) -Dị dưỡng hoá nănghữu (chemoorganoheterotrophy) Quang năng; Chất hữu Hoá (vô cơ); H2, H2S, Fe2+, NH3, NO2-, CO2 Hoá (hữu cơ);Chất hữu Vi khuẩn oxy hoá S, vi khuẩn hydrogene, vi khuẩn nitrát hoá, vi khuẩn oxy hoá sắt Động vật nguyên sinh, nấm, phần lớn vi khuẩn không quang hợp (bao gồm vi khuẩn gây bệnh) 2/4 Các loại hình dinh dưỡng vi sinh vật Loại Tự dưỡng quang vô gọi Photolithotrophic autotrophy; loại Dị dưỡng quang hữu gọi Photoorganotrophic heterotrophy; loại Tự dưỡng hóa vô gọi Chemolithotrophic autotrophy; loại Dị dưỡng hóa hữu gọi Chemoorganotrophic heterotrophy Chúng ta xem xét kỹ trình trao đổi chất nhóm vi sinh vật chương Trao đổi chất Các vi sinh vật thuộc loại hình Tự dưỡng quang vô Dị dưỡng quang vô lợi dụng ánh sáng để sinh trưởng Chúng có vai trò quan trọng trình diễn biến môi trường sinh thái giai đoạn cổ xưa Trái đất Vi sinh vật Tự dưỡng hoá vô phân bố rộng rãi đất nước, chúng tham gia tích cực vào vòng tuần hoàn vật chất Trái đất Vi sinh vật Dị dưỡng hoá hữu dùng chất hữu vừa làm nguồn carbon vừa làm nguồn lượng Hầu hết loài vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh biết thuộc loại hình Dị dưỡng hoá hữu Tất vi sinh vật gây bệnh biết thuộc loại Trong loại hình dị dưỡng hoá hữu lại chia thành hai nhóm: Nhóm Hoại sinh (metatrophy) dùng chất hữu chết (xác động thực vật) để làm nguồn carbon Nhóm Ký sinh (paratrophy) ký sinh thể thực vật, người động vật để hấp thu chất dinh dưỡng Chúng sống tách rời khỏi vật chủ Tuy nhiên hai nhóm có loại hình trung gian Hoại sinh không bắt buộc (facultive metatrophy) Ký sinh không bắt buộc (facultive paratrophy) Một số chủng vi sinh vật phát sinh đột biến (đột biến tự nhiên hay đột biến nhân tạo) lực tổng hợp (hoặc số) chất cần thiết cho sinh trưởng (thường nhân tố sinh trưởng aminoacid, vitamin), chúng sinh trưởng bổ sung vào môi trường chất Người ta gọi chúng loại hình Khuyết dưỡng (auxotroph) Các chủng hoang dại tương ứng gọi loại hình Nguyên dưỡng (prototroph) Người ta thường sử dụng chủng vi sinh vật khuyết dưỡng nghiên cứu Di truyền học vi sinh vật Không có ranh giới tuyệt đối loại hình dinh dưỡng vi sinh vật Vi sinh vật dị dưỡng tuyệt đối không sử dụng CO2 mà dùng CO2 làm nguồn carbon hay chủ yếu để sinh trưởng Trong điều kiện tồn chất hữu cơ, chúng đồng hóa CO2 để tạo tế bào chất Tương tự vậy, vi sinh vật tự dưỡng không sử dụng chất hữu để sinh trưởng Ngoài ra, số vi sinh vật thay đổi loại hình dinh dưỡng sinh trưởng điều kiện khác Ví dụ vi khuẩn phi sulfur màu tía (purple nonsulfur bacteria) chất hữu đồng hóa CO2 thuộc loại vi sinh vật tự dưỡng; có chất hữu tồn chúng lại sử dụng chất hữu để sinh trưởng lúc chúng vi sinh vật dị dưỡng Hơn nữa, vi khuẩn phi sulfur màu tía điều kiện kỵ khí có chiếu sáng sinh trưởng nhờ lượng ánh sáng thuộc loại dinh dưỡng quang năng; điều kiện hiếu khí không chiếu sáng chúng 3/4 Các loại hình dinh dưỡng vi sinh vật lậi sinh trưởng nhờ lượng sinh từ trình oxy hóa chất hữu thuộc loại dinh dưỡng hóa Tính biến đổi loại hình dinh dưỡng vi sinh vật rõ ràng có lợi cho việc nâng cao lực thích ứng chúng biến đổi điều kiện môi trường 4/4 .. .Các loại hình dinh dưỡng vi sinh vật Mô hình sơ lược chức sinh lý chất dinh dưỡng sinh trưởng vi sinh vật Có thể đem phần lớn vi sinh vật phân thành bốn nhóm (Bảng 16) Các loại hình dinh dưỡng. .. thuộc loại dinh dưỡng quang năng; điều kiện hiếu khí không chiếu sáng chúng 3/4 Các loại hình dinh dưỡng vi sinh vật lậi sinh trưởng nhờ lượng sinh từ trình oxy hóa chất hữu thuộc loại dinh dưỡng. .. bào chất Tương tự vậy, vi sinh vật tự dưỡng không sử dụng chất hữu để sinh trưởng Ngoài ra, số vi sinh vật thay đổi loại hình dinh dưỡng sinh trưởng điều kiện khác Ví dụ vi khuẩn phi sulfur màu