微生物的分類和鑒定

微生物的分類和鑒定第一頁，共三十五頁，2022年，8月28日定義：按微生物的親緣關(guān)系把它們安排成條理清楚的各種分類單元或分類群的科學。任務(wù)：分類鑒定命名第二頁，共三十五頁，2022年，8月28日分類：根據(jù)一定的原則(表型特征相似性或系統(tǒng)發(fā)育相關(guān)性)對微生物進行分群歸類，根據(jù)相似性或相關(guān)性水平排列成系統(tǒng)，并對各個分類群的特征進行描述，以便查考和對未被分類的微生物進行鑒定。

(根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)的過程)第三頁，共三十五頁，2022年，8月28日鑒定：借助于現(xiàn)有的微生物分類系統(tǒng)，通過特征測定，確定未知的、或新發(fā)現(xiàn)的、或未明確分類地位的微生物所應(yīng)歸屬分類群的過程。(根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)確定未知微生物分類歸屬的過程)命名：是根據(jù)命名法規(guī)，給每一個分類群一個專有的名稱。(分類系統(tǒng)建立過程中的步驟之一)第四頁，共三十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)通用分類單元種以上的系統(tǒng)分類單元界Kingdom門Phylum（或Division）綱Class

目Order

科Family

屬Genus

種Species第五頁，共三十五頁，2022年，8月28日種的概念定義：種是一個基本分類單位，是一大群表型特征高度相似、親緣關(guān)系極其接近、與同屬內(nèi)其他種有明顯差異的菌株的總稱。在微生物中，一個種只能用該種內(nèi)的一個典型菌株（typestrain)作為具體標本，它就是該種的模式種(typespecies)。在Bifidobacteriumbifidum的大量菌株中，只有“ATCC29521”菌株才是模式種。第六頁，共三十五頁，2022年，8月28日新種（

sp.nov.或nov.sp.）：是指權(quán)威性的分類、鑒定手冊中從未記載過的一種新分離并鑒定過的微生物。新被鑒定的種發(fā)表時應(yīng)在其學名后標上sp.nov.的符號。我國學者篩選到的Corynebacteriumpekinensesp.NovAS1.299(北京棒桿菌）新種發(fā)表前應(yīng)將其模式菌株的培養(yǎng)物存放在一個永久性的保藏機構(gòu)，并應(yīng)允許人們從中取得。第七頁，共三十五頁，2022年，8月28日微生物的命名學名：菌種的科學名稱。命名原則：雙名法（binominalnomenclature)學名=屬名+種的加詞+（首次定名人）+（現(xiàn)名定名人和鮮明定名年份）----一般省略屬名在前，一般用拉丁字名詞表示，字首字母大寫種名在后，常用拉丁文形容詞表示，全部小寫第八頁，共三十五頁，2022年，8月28日大腸桿菌：Escherichiacoli(Migula)CastellanietChalmers1919若所分離的菌株只鑒定到屬，而未鑒定到種，可用sp來表示.例如Bacillussp第九頁，共三十五頁，2022年，8月28日三名法(trinominalnomenclature)當某種微生物是一個亞種（subspecies,subsp)或變種(variety,var)時，學名就按三名法拼寫，即：學名=屬名+種名+符名subsp或var+亞種或變種的加詞蘇云金芽孢桿菌蠟螟亞種Bacillusthuringiensis(subsp)galleria釀酒酵母橢圓變種Saccharimycescerevisiae(var)ellipsoideus第十頁，共三十五頁，2022年，8月28日亞種以下的分類單元亞種（subspeciers）：種的進一步細分，一般指除某一明顯而穩(wěn)定的特征外，其余鑒定特征都與模式種相同的種。其命名方法與三名法相同；變種（variety）：容易引起混亂；型form：曾用作菌株的同義詞，現(xiàn)已作廢；菌株（strain）：表示任何由一個獨立分離的單細胞繁殖而成的純遺傳型群體及其一切后代。

任何一個不同來源的純培養(yǎng)物均可稱為某菌種的一個菌株。第十一頁，共三十五頁，2022年，8月28日一個物種內(nèi)遺傳多態(tài)性的客觀反應(yīng)，其數(shù)目幾乎是無數(shù)的;菌株與克隆的概念相同;在同一菌種的不同菌株間，作為鑒定用的一些主要性狀相同，但不作為鑒定用的一些小性狀卻有很大的差異；某菌發(fā)生自發(fā)或人工變異后，均應(yīng)標以新的菌株名稱；在菌種保藏、科學研究、發(fā)表學術(shù)論文時，都應(yīng)在菌種后標出該菌株的名稱；菌株的名稱可隨意確定，一般可用字母加編號表示。如：EscherichiacoliK12;

E.coliO157:H7第十二頁，共三十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)微生物在生物界的地位生物的界級分類學說：二界系統(tǒng)、三界系統(tǒng)、四界系統(tǒng)、五界系統(tǒng)、六界系統(tǒng)和三域系統(tǒng)三域系統(tǒng)是1978年由C.R.Woese和L.Margulis提出的。所有生物存在一個共同祖先，由它分三條進化路線，就形成了三個域：古細菌域（Archaebacter）、真細菌原界、真核生物原界。內(nèi)共生學說：原核生物體與宿主細胞難分難解形成了細胞器----線粒體和葉綠體。第十三頁，共三十五頁，2022年，8月28日三域?qū)W說及其生物進化譜系樹第十四頁，共三十五頁，2022年，8月28日第三節(jié) 各大類微生物的分類系統(tǒng)綱要原核生物分類系統(tǒng)綱要——伯杰氏系統(tǒng)細菌學手冊

-----手冊把原核生物分為古生菌界和細菌界，它們相當于三域中的兩個域。第十五頁，共三十五頁，2022年，8月28日《伯杰氏鑒定細菌學手冊》(Bergey’sManualofDeterminativeBacteriology)美國賓夕法尼亞大學的細菌學教授伯杰伯杰氏手冊是目前進行細菌分類、鑒定的最重要依據(jù)，其特點是描述非常詳細，包括對細菌各個屬種的特征及進行鑒定所需做的實驗的具體方法。第十六頁，共三十五頁，2022年，8月28日從20世紀80年代末期，該手冊改名為：

《伯杰氏系統(tǒng)細菌學手冊》(Bergey’sManualofSystematicBacteriology)

1957年第七版后，由于越來越廣泛地吸收了國際上細菌分類學家參加編寫(如1974年第八版，撰稿人多達130多位，涉及15個國家；現(xiàn)行版本撰稿人多達300多人，涉及近20個國家)，所以它的近代版本反映了出版年代細菌分類學的最新成果，因而逐漸確立了在國際上對細菌進行全面分類的權(quán)威地位。第十七頁，共三十五頁，2022年，8月28日真菌界分類系統(tǒng)很多，各國采用不同的系統(tǒng)，比較混亂。近年來為較多人接受的是Ainsworth的綱要。

粘菌門（Myxomycota)真菌界鞭毛菌亞門

真菌門（Eumycota)

接合菌亞門

子囊菌亞門擔子菌亞門半知菌亞門第十八頁，共三十五頁，2022年，8月28日第四節(jié) 微生物的鑒定主要步驟：純化、測定一系列必要的指標、查找權(quán)威性鑒定手冊鑒定技術(shù)的不同水平：細胞的形態(tài)和習性細胞組分水平蛋白質(zhì)水平基因或DNA水平第十九頁，共三十五頁，2022年，8月28日（一）形態(tài)學特征細胞形態(tài)及其染色特性、菌落特征、特殊的細胞結(jié)構(gòu)、運動性、等等微生物分類和鑒定的重要依據(jù)之一：易于觀察和比較，尤其是真核微生物和具有特殊形態(tài)結(jié)構(gòu)的細菌許多形態(tài)學特征依賴于多基因的表達，具有相對的穩(wěn)定性；第二十頁，共三十五頁，2022年，8月28日（二）生理生化特征與微生物的酶和調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的本質(zhì)和活性直接相關(guān)酶及蛋白質(zhì)都是基因產(chǎn)物對微生物生理生化特征的比較也是對微生物基因組的間接比較營養(yǎng)類型、酶、代謝產(chǎn)物等；生長溫度、與氧、pH、滲透壓的關(guān)系；宿主種類、與宿主的關(guān)系；免疫特性測定生理生化特征比直接分析基因組要容易得多第二十一頁，共三十五頁，2022年，8月28日（三）核酸的堿基組成和分子雜交特點：與形態(tài)及生理生化特性的比較不同，對DNA的堿基組成的比較和進行核酸分子雜交是直接比較不同微生物之間基因組的差異，因此結(jié)果更加可信。第二十二頁，共三十五頁，2022年，8月28日1.DNA的堿基組成(G+Cmol%)DNA堿基因組成是各種生物一個穩(wěn)定的特征，即使個別基因突變，堿基組成也不會發(fā)生明顯變化。分類學上，用G+C占全部堿基的克分子百分數(shù)(G+Cmol%)來表示各類生物的DNA堿基因組成特征，簡稱GC比。第二十三頁，共三十五頁，2022年，8月28日每個生物種都有特定的GC%范圍，因此后者可以作為分類鑒定的指標。各大類生物GC比的范圍不同，有的很寬，如細菌；有的很窄，如動物。第二十四頁，共三十五頁，2022年，8月28日GC%測定主要用于對表型特征難區(qū)分的細菌作出鑒定，并可檢驗表型特征分類的合理性，從分子水平上判斷物種的親緣關(guān)系。使用原則：G+C含量的比較主要用于分類鑒定中的否定每一種生物都有一定的堿基組成，親緣關(guān)系近的生物，它們應(yīng)該具有相似的G+C含量，若不同生物之間G+C含量差別大表明它們關(guān)系遠。但具有相似G+C含量的生物并不一定表明它們之間具有近的親緣關(guān)系。第二十五頁，共三十五頁，2022年，8月28日同一個種內(nèi)的不同菌株G+C含量差別應(yīng)在4～5%以下；同屬不同種的差別應(yīng)低于10～15%；若二個在形態(tài)及生理生化特性方面及其相似的菌株，如果其G+C含量的差別大于5%，則肯定不是同一個種，大于15%則肯定不是同一個屬。第二十六頁，共三十五頁，2022年，8月28日80年代以前螺菌屬(Spirillum)不同種的G+C含量范圍寬達38～66%，后來“伯杰氏手冊”(1984)結(jié)合其他特征已將其分成三個屬：螺菌屬、海洋螺菌屬Oceanospirillum)和水螺菌屬(Aquaspirillum)

它們G+C含量分別為38%、42～51%和49～66%；第二十七頁，共三十五頁，2022年，8月28日過去根據(jù)形態(tài)學特征曾認為微球菌屬(Micrococcus)和葡萄球菌屬(Staphylococcus)是關(guān)系很近的兩個屬，因而長期放在一個科內(nèi)，由于G+C含量的差異(分別為30～38%和64～75%)表明它們親緣關(guān)系相當遠，現(xiàn)在根據(jù)16SrRNA序列資料已進行新的調(diào)整。第二十八頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.核酸的分子雜交不同生物DNA堿基排列順序的異同直接反映生物之間親緣關(guān)系的遠近，堿基排列順序差異越小，它們之間的親緣關(guān)系就越近，反之亦然。直接分析比較DNA的堿基排列順序------由于技術(shù)上的困難目前尚難以普遍地進行；核酸分子雜交(hybridization)間接比較不同微生物DNA堿基排列順序的相似性。第二十九頁，共三十五頁，2022年，8月28日定義：

按堿基的互補配對原理，用人工方法對兩條不同來源的單鏈核酸進行復性，以構(gòu)建新的雜合雙鏈核的技術(shù)，稱為核酸雜交?；驹恚?/p>

具有一定同源性的兩條核酸單鏈在一定條件下（適宜的溫度及離子強度等）可按堿基互補原則形成雙鏈，此雜交過程是高度特異的。雜交分子的形成并不要求兩條單鏈的堿基順序完全互補，所以不同來源的核酸單鏈只要彼此之間有一定程度的互補順序（即某種程度的同源性）就可以形成雜交雙鏈。第三十頁，共三十五頁，2022年，8月28日分子雜交可在DNA與DNA、RNA與RNA或RNA與DNA的二條單鏈之間進行。用分子雜交進行定性或定量分析的最有效方法是將一種核酸單鏈用同位素或非同位