Intestinal Microorganisms of Termites and Other Invertebrates pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Konig, Helmut (EDT)/ Varma, Ajit (EDT)/ Dettner, Konrad (FRW)

出品人:

页数:507

译者:

出版时间:

价格:$ 281.37

装帧:HRD

isbn号码:9783540281801

丛书系列:

图书标签:

Termites
Intestinal microbiota
Invertebrates
Microbiology
Gut microbiome
Symbiosis
Digestion
Wood degradation
Insect gut
Microbial ecology

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具体描述

Soil microorganisms play a major role in the degradation and recycling of organic material. Microbes are involved in the food web and strongly contribute to soil fertility. In the past, attention was mainly directed towards free-living or particle-bound microorganisms, while the role of intestinal microbes of soil animals has been neglected. For the first time, "Intestinal Microorganisms of Termites and Other Invertebrates" focuses on the microbes in gut systems of soil animals. It starts with a profound overview of the biology of soil invertebrates. A major part deals with the gut microbiota of termites, the best investigated gut system of invertebrates. Termites are important soil processors in tropical and subtropical regions. Insight is given into the intestinal microbiota of further relevant primary litter decomposers, such as earthworms, springtails, millipeds, and woodlice. Novel techniques for studying intestinal microbes complete the volume.

蚯蚓肠道微生物群落：从土壤健康到生物地球化学循环的视角内容简介本书深入探讨了蚯蚓肠道微生物生态学的复杂性，这是一个跨越微生物学、土壤生态学、环境生物地球化学和可持续农业等多个学科的前沿领域。蚯蚓，作为土壤生态系统的关键工程师，其肠道内部复杂的微生物群落不仅是其消化和营养吸收的核心驱动力，更是驱动全球生物地球化学循环、影响土壤结构和肥力变化的重要环节。本书旨在提供一个全面且深入的框架，解析蚯蚓肠道微生物的组成、功能多样性及其与宿主生理活动、土壤环境之间的动态互作。我们摒弃了将蚯蚓肠道仅视为被动消化的“中转站”的传统观点，转而将其视为一个高度受控、高活性且具有显著环境影响的生物反应器。第一部分：蚯蚓肠道微生物生态学的理论基础与方法学本部分首先建立理解蚯蚓肠道微生物组的必要理论背景。我们将追溯微生物生态学的基本原理，特别是针对厌氧/兼性厌氧环境的特殊适应性。随后，详细介绍了当前研究蚯蚓肠道微生物组的主流和新兴技术。宏基因组学与功能预测：阐述了高通量测序技术（如16S rRNA基因测序和全基因组鸟枪式测序）如何揭示物种多样性和潜在代谢通路。重点讨论了从基因组数据中解析功能基因簇（如纤维素降解酶、固氮酶和甲烷代谢相关酶）的生物信息学流程。培养组学与功能验证：尽管培养难度极大，但本部分强调了分离和纯化关键微生物类群的重要性，并介绍了针对极端厌氧环境的培养基优化策略。同位素示踪技术：探讨如何利用稳定同位素（如${}^{13} ext{C}$和${}^{15} ext{N}$）标记技术，追踪特定微生物群落对有机质分解和营养素矿化的实际贡献。第二部分：肠道微生物群落的结构、动态与宿主调控本部分聚焦于蚯蚓肠道内部微生物群落的“谁在那里”和“它们在做什么”的问题，并深入分析宿主如何塑造这一微环境。群落组成与环境梯度：对比了不同蚯蚓物种（例如，表栖的 Lumbricus rubellus、内栖的 Aporrectodea caliginosa 和穴居的 Eisenia fetida）肠道内细菌、古菌和真菌群落的显著差异。探讨了食物底物（如木质素、纤维素、腐殖质）如何作为主要的“选择压力”，决定了肠道内的优势功能群落。 pH值与氧化还原电位的调控：蚯蚓消化道内pH值的剧烈变化（从前肠的酸性到中后肠的弱碱性）对微生物的生存至关重要。分析了微生物如何通过自身代谢（如有机酸的产生或氨的释放）参与pH稳态的维持，以及宿主分泌的消化酶如何影响微生物的生存位点。宿主-微生物互作：详细阐述了共生关系的机制。这包括宿主对关键营养素（如必需氨基酸、维生素B族）的依赖性，以及微生物对宿主免疫系统的调节作用。特别关注宿主肠道黏膜层（Mucus Layer）在“领地”划分和病原菌抑制中的作用。第三部分：微生物介导的物质转化与生物地球化学循环蚯蚓肠道是连接生物圈和地球化学圈的关键界面。本部分着重分析肠道微生物群落在有机质分解、营养素释放和温室气体产生中的核心作用。有机质的生物降解：剖析了肠道菌群对复杂聚合物（如纤维素、半纤维素和木质素）的协同分解机制。重点介绍了一系列关键酶系（如氧化还原酶、水解酶）的功能基因在微生物基因组中的分布，以及这种协同作用如何提高蚯蚓对低质量食物源的利用效率。氮循环的驱动力：研究了肠道微生物在固氮、硝化作用和反硝化作用中的贡献。揭示了蚯蚓在将土壤惰性氮转化为植物有效形态过程中，其肠道微生物扮演的“生物催化剂”角色。温室气体排放的争议：探讨了蚯蚓消化过程中甲烷（$ ext{CH}_4$）和一氧化二氮（$ ext{N}_2 ext{O}$）的潜在排放。通过对古菌（特别是产甲烷菌）和脱氮菌的基因分析，评估了蚯蚓在不同环境条件下对全球气候变化潜在影响的贡献范围。第四部分：生态应用与未来展望本书最后一部分将理论研究与实际应用相结合，探讨如何利用蚯蚓肠道微生物组的知识来增强土壤健康和生物修复能力。生物修复潜力：分析了肠道微生物群落降解持久性有机污染物（POPs），如多环芳烃（PAHs）和某些农药的潜力。探讨了通过“益生菌接种”策略增强蚯蚓生物修复效率的可能性。生物肥料的开发：阐述了蚯蚓粪（Vermicompost）的质量提升。通过调控蚯蚓的饲料或优化肠道菌群，以期生产富含稳定腐殖质和高活性微生物的下一代生物肥料。挑战与新兴方向：讨论了当前研究面临的主要挑战，包括微生物群落异质性的量化、宿主-微生物互作的因果关系证明，以及将实验室结果成功转移到田间生态系统的限制。未来的研究方向将聚焦于功能宏基因组学的深入挖掘以及微生物组对蚯蚓适应环境变化的弹性研究。本书是环境微生物学家、土壤生态学家、农业科学家以及对生物地球化学过程感兴趣的研究人员和研究生不可或缺的参考资料。它不仅展示了蚯蚓肠道微生物的精妙，更强调了它们在维持地球生命支持系统中的关键地位。