伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)

什么是微生物分類學(xué)(microbialtaxonomy):按照微生物的親緣關(guān)系將其安排成條理清楚的各種分類單元和分類群的科學(xué)微生物分類的目的把各種微生物按照它們的親緣關(guān)系分群歸類，排成系統(tǒng)，以便于人們對(duì)微生物進(jìn)行鑒定和交流1第一頁(yè)，共35頁(yè)。生物界的分類地球上的物種估計(jì)大約有150萬(wàn)，其中微生物超過(guò)10萬(wàn)種，而且其數(shù)目還在不斷增加。在生物進(jìn)化歷史過(guò)程中演化形成生物種類和種群的多樣性。生物分類就是通過(guò)研究生物的系統(tǒng)發(fā)育及其進(jìn)化歷史，揭示各類生物的多樣性及其系統(tǒng)關(guān)系，編制分類系統(tǒng)，還原生物的自然歷史位置。2第二頁(yè)，共35頁(yè)?！镂⑸锓诸悓W(xué)的三個(gè)任務(wù)：分類、鑒定及命名☆分類是根據(jù)微生物的相似性和親緣關(guān)系，將微生物歸入不同的分類類群?！铊b定是確定一個(gè)新的分離物屬于已經(jīng)確認(rèn)的分類單元的過(guò)程。☆命名是根據(jù)國(guó)際命名法規(guī)給微生物分類單元以科學(xué)的名稱。3第三頁(yè)，共35頁(yè)。第一節(jié)通用分類單元

一、種以上的系統(tǒng)分類單元界、門、綱、目、科、屬、種種是最基本的分類單位每一分類單位之后可有亞門、亞綱、亞目、亞科...4第四頁(yè)，共35頁(yè)。界門綱目科屬種5第五頁(yè)，共35頁(yè)。種（species）：是一個(gè)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)其他種有明顯差別的菌株的總稱。菌株（strain）:表示任何由一個(gè)獨(dú)立分離的單細(xì)胞繁殖而成的純種群體及其一切后代（起源于共同祖先并保持祖先特性的一組純種后代菌群）。因此，一種微生物的不同來(lái)源的純培養(yǎng)物均可稱為該菌種的一個(gè)菌株。菌株強(qiáng)調(diào)的是遺傳型純的譜系。例如：大腸埃希氏桿菌的兩個(gè)菌株：EscherichiacoliB和EscherichiacoliK12★菌株的表示法：★種是分類學(xué)上的基本單位，菌株是實(shí)際上應(yīng)用的基本單位，因?yàn)橥痪N的不同菌株在產(chǎn)酶上種類或代謝物產(chǎn)量上會(huì)有很大的不同和差別！6第六頁(yè)，共35頁(yè)。新種（speciesnova，sp.nov或novsp.）是指權(quán)威性的分類、鑒定手冊(cè)中從未記載過(guò)的一種新分離并鑒定過(guò)的微生物。當(dāng)發(fā)現(xiàn)在按《國(guó)際命名法規(guī)》對(duì)它命名并在規(guī)定的學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表時(shí)，應(yīng)在其學(xué)名后附上“sp.nov”符號(hào)。在新種發(fā)表前，其模式菌株的培養(yǎng)物就應(yīng)存放在一個(gè)永久性的可靠的菌種保藏機(jī)構(gòu)中，并允許研究人員取得該菌種。

中國(guó)希瓦氏菌Shewanellacinicasp.nov.（許玫英等，微生物學(xué)報(bào)，2004，44(5):561-566）7第七頁(yè)，共35頁(yè)。以啤酒酵母為例，它在分類學(xué)上的地位是：界(Kindom)：真菌界門(Phyllum)：真菌門綱(Class)：子囊菌綱目(Order)：內(nèi)孢霉目科(Family)：內(nèi)孢霉科屬(Genus)：酵母屬種(Species)：啤酒酵母8第八頁(yè)，共35頁(yè)。學(xué)名—是微生物的科學(xué)名稱，它是按照有關(guān)微生物分類國(guó)際委員會(huì)擬定的法則命名的。學(xué)名由拉丁詞、或拉丁化的外來(lái)詞組成。學(xué)名的命名有雙名法和三名法兩種。①雙名法：學(xué)名=屬名+種名加詞+（首次定名人）+現(xiàn)定名人+定名年份屬名：拉丁文的名詞或用作名詞的形容詞，單數(shù)，首字母大寫，表示微生物的主要特征，由微生物構(gòu)造，形狀或由科學(xué)家命名。種名：拉丁文形容詞，字首小寫，為微生物次要特征，

如微生物色素、形狀、來(lái)源或科學(xué)家姓名等。二、微生物的命名必要，用斜體表示可省略，用正體字微生物的名字有俗名和學(xué)名兩種。如：紅色面包霉———粗糙脈孢霉綠膿桿菌———銅綠假單胞菌9第九頁(yè)，共35頁(yè)。例：大腸埃希氏桿菌

Escherichiacoli（Migula）CastellanietChalmers1919

金黃色葡萄球菌

StaphylococcusaureusRosenbach1884◆當(dāng)泛指某一屬微生物，而不特指該屬中某一種（或未定種名）時(shí)，可在屬名后加sp.或ssp.（分別代表species縮寫的單數(shù)和復(fù)數(shù)形式）例如：Saccharomycessp.表示酵母菌屬中的一個(gè)種。華癸根瘤菌Rhizobiumhuakuii

Rhizobiumhuakuii，Chen1991

10第十頁(yè)，共35頁(yè)。◆菌株名稱——在種名后面自行加上數(shù)字、地名或符號(hào)等，如：BacillussubtilisAS1.389AS=AcademiaSinica

BacillussubtilisBF7658

ClostridiumacetobutylicumATCC824丙酮丁醇梭菌ATCC＝AmericanTypeCultureCollection美國(guó)模式菌種保藏中心◆當(dāng)文章中前面已出現(xiàn)過(guò)某學(xué)名時(shí)，后面的可將其屬名縮寫成1~3個(gè)字母。如：Escherichiacoli可縮寫成E.coliStaphylococcusaureus可縮寫成S.aureus②三名法：用于對(duì)亞種的命名，這時(shí)在屬和種名后加寫一個(gè)subsp.，然后再附上亞種名稱（斜排體）。如：

Bacillusthuringiensissubsp.galleria

蘇云金芽孢桿菌臘螟亞種

11第十一頁(yè)，共35頁(yè)。第二節(jié)微生物在生物界的地位

在人類發(fā)現(xiàn)微生物并對(duì)它們進(jìn)行較深入的研究之前，只能把一切生物簡(jiǎn)單地分成似乎截然不同的兩大界——?jiǎng)游锝绾椭参锝纾粡?9世紀(jì)中期起，隨著人們對(duì)微生物認(rèn)識(shí)的逐步深化，生物的分界就歷經(jīng)三界、四界、五界甚至六界等過(guò)程，最后又提出了一個(gè)嶄新的“三域”學(xué)說(shuō)。

12第十二頁(yè)，共35頁(yè)?！飶膬山缦到y(tǒng)經(jīng)歷過(guò)三界系統(tǒng)、四界系統(tǒng)、五界系統(tǒng)甚至六界系統(tǒng)，最后又有了三原界（或三總界）系統(tǒng)。★傳統(tǒng)的、為多數(shù)學(xué)者所接受的是1969年魏塔克（R.H.Whittaker）在《Science》上提出的五界學(xué)說(shuō)，它以縱向顯示從原核生物到真核單細(xì)胞生物再到真核多細(xì)胞生物的三大進(jìn)化過(guò)程。生物的界級(jí)分類學(xué)說(shuō)13第十三頁(yè)，共35頁(yè)。三域?qū)W說(shuō):細(xì)菌域、古生菌域、真核生物域。主要特點(diǎn)比較見表10-3。14第十四頁(yè)，共35頁(yè)。1Bergey氏原核生物分類系統(tǒng)綱要

《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)》(Bergey’sManualofSystematicBacteriology)伯杰氏手冊(cè)是目前進(jìn)行細(xì)菌分類、鑒定的最重要依據(jù)，其特點(diǎn)是描述非常詳細(xì)，包括對(duì)細(xì)菌各個(gè)屬種的特征及進(jìn)行鑒定所需做的實(shí)驗(yàn)的具體方法。2001年分5卷陸續(xù)發(fā)行。（1994第9版）2真菌分類系統(tǒng)真菌界分類系統(tǒng)很多，各國(guó)采用不同的系統(tǒng)，比較混亂。近年來(lái)為較多人接受的是Ainsworth的綱要（P343）。第三節(jié)各大類微生物的分類系統(tǒng)綱要15第十五頁(yè)，共35頁(yè)。第四節(jié)微生物分類鑒定的方法5個(gè)水平：細(xì)胞的形態(tài)與習(xí)性水平。細(xì)胞組分化學(xué)水平。蛋白水平。核酸水平。數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)或計(jì)算生物學(xué)水平。16第十六頁(yè)，共35頁(yè)。一、微生物分類鑒定中的經(jīng)典方法

生物分類的傳統(tǒng)指標(biāo)：形態(tài)學(xué)特征、生理、生化特征、生態(tài)學(xué)特征、生活史、血清學(xué)反應(yīng)、對(duì)噬菌體的敏感性，其它。它們從不同層次(細(xì)胞的、分子的)，用不同學(xué)科(化學(xué)、物理學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)、分子生物學(xué)等)的技術(shù)方法來(lái)研究和比較不同微生物的細(xì)胞、細(xì)胞組分或代謝產(chǎn)物，從中發(fā)現(xiàn)的反映微生物類群特征的資料。在現(xiàn)代微生物分類中，任何能穩(wěn)定地反映微生物種類特征的資料，都有分類學(xué)意義，都可以作為分類鑒定的依據(jù)。

17第十七頁(yè)，共35頁(yè)。形態(tài)學(xué)特征、生理學(xué)特征、生態(tài)學(xué)特征生物分類的傳統(tǒng)指標(biāo)：☆1、形態(tài)學(xué)特征培養(yǎng)特征、運(yùn)動(dòng)性、特殊的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞形態(tài)及其染色特性、等等微生物分類和鑒定的重要依據(jù)之一：a）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(xì)菌；b）許多形態(tài)學(xué)特征依賴于多基因的表達(dá)，具有相對(duì)的穩(wěn)定性；18第十八頁(yè)，共35頁(yè)。☆2、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)；代謝產(chǎn)物等營(yíng)養(yǎng)類型；與氧的關(guān)系；對(duì)溫度的適應(yīng)性；對(duì)pH的適應(yīng)性；對(duì)滲透壓的適應(yīng)性；酶及蛋白質(zhì)都是基因產(chǎn)物；對(duì)微生物生理生化特征的比較也是對(duì)微生物基因組的間接比較；測(cè)定生理生化特征比直接分析基因組要容易得多；19第十九頁(yè)，共35頁(yè)。常借助特異性的血清學(xué)反應(yīng)來(lái)確定未知菌種、亞種或菌株?！锷鷳B(tài)特性包括在自然界的分布情況，與其他生物有否寄生或共生關(guān)系,宿主種類及與宿主關(guān)系,有性生殖情況,生活史等?！锷钍贰飳?duì)噬菌體敏感性★血清學(xué)反應(yīng)20第二十頁(yè)，共35頁(yè)。3、微生物的快速鑒定和自動(dòng)化分析技術(shù)微量多項(xiàng)試驗(yàn)鑒定系統(tǒng)（簡(jiǎn)易診檢技術(shù)，數(shù)碼分類鑒定法）：針對(duì)微生物的生理生化特征，配制各種培養(yǎng)基、反應(yīng)底物、試劑等，分別微量(約0.1ml)加入各個(gè)分隔室中(或用小圓紙片吸收)，冷凍干燥脫水或不干燥脫水，各分隔室在同一塑料條或板上構(gòu)成檢測(cè)卡。試驗(yàn)時(shí)加入待檢測(cè)的某一種菌液，培養(yǎng)2-48小時(shí)，觀察鑒定卡上各項(xiàng)反應(yīng)，按判定表判定試驗(yàn)結(jié)果，用此結(jié)果編碼，查檢索表(根據(jù)數(shù)碼分類鑒定的原理編制成)，得到鑒定結(jié)果，或?qū)⒕幋a輸入計(jì)算機(jī)，用根據(jù)數(shù)碼分類鑒定原理編制的軟件鑒定，打印出結(jié)果。21第二十一頁(yè)，共35頁(yè)。API細(xì)菌數(shù)值鑒定系統(tǒng)‘Enterotube’系統(tǒng)‘Biolog’全自動(dòng)和手動(dòng)細(xì)菌鑒定系統(tǒng)22第二十二頁(yè)，共35頁(yè)。微生物鑒定系統(tǒng)及其反應(yīng)原理系統(tǒng)反應(yīng)分析陽(yáng)性結(jié)果顯示系統(tǒng)例子pH基礎(chǔ)反應(yīng)（多為15～24hr）碳源利用pH指示劑顏色變化；碳源產(chǎn)酸、氮源產(chǎn)堿API;Crystal;VITEK;MicroScan酶譜（多為2～4hr）微生物已有的酶無(wú)色復(fù)合物被適當(dāng)酶水解時(shí)，色源/熒光源釋放引起顏色變化MicroScan;IDS(Remel)碳源利用有機(jī)產(chǎn)物因轉(zhuǎn)移電子至無(wú)色四氮唑標(biāo)記碳源使染料變?yōu)樽仙獴iolog揮發(fā)或非揮發(fā)酸檢測(cè)細(xì)胞脂肪酸以檢測(cè)代謝產(chǎn)物為基礎(chǔ)的層析技術(shù)，與數(shù)據(jù)庫(kù)中的資料相比較MIDI生長(zhǎng)可見檢測(cè)不同底物微生物利用某一底物產(chǎn)生濁度酵母樣菌鑒定23第二十三頁(yè)，共35頁(yè)。核酸的堿基組成和分子雜交特點(diǎn)：與形態(tài)及生理生化特性的比較不同，對(duì)DNA的堿基組成的比較和進(jìn)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。（1）DNA的堿基組成(G+Cmol%)DNA堿基因組成是各種生物一個(gè)穩(wěn)定的特征，即使個(gè)別基因突變，堿基組成也不會(huì)發(fā)生明顯變化。分類學(xué)上，用G+C占全部堿基的克分子百分?jǐn)?shù)(G+Cmol%)來(lái)表示各類生物的DNA堿基因組成特征。二、微生物分類鑒定中的現(xiàn)代方法

24第二十四頁(yè)，共35頁(yè)?！裘總€(gè)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(biāo)。細(xì)菌的GC%范圍為25--75%，變化范圍最大，因此更適合于細(xì)菌的分類鑒定。25第二十五頁(yè)，共35頁(yè)。◆GC%測(cè)定主要用于對(duì)表型特征難區(qū)分的細(xì)菌作出鑒定，并可檢驗(yàn)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(yuǎn)。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。26第二十六頁(yè)，共35頁(yè)。同一個(gè)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%；G+C含量已經(jīng)作為建立新的微生物分類單元的一項(xiàng)基本特征，它對(duì)于種、屬甚至科的分類鑒定有重要意義。若二個(gè)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(gè)種，大于15%則肯定不是同一個(gè)屬。在疑難菌株鑒定、新種命名、建立一個(gè)新的分類單位時(shí)，G+C含量是一項(xiàng)重要的，必不可少的鑒定指標(biāo)。其分類學(xué)意義主要是作為建立新分類單元的一項(xiàng)基本特征和把那些G+C含量差別大的種類排除出某一分類單元。G+C含量的比較主要用于分類鑒定中的否定27第二十七頁(yè)，共35頁(yè)。(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(yuǎn)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。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a）DNA-DNA雜交；（親緣關(guān)系相對(duì)近的微生物之間的親緣關(guān)系比較）b）DNA-rRNA雜交；（親緣關(guān)系相對(duì)遠(yuǎn)的微生物之間的親緣關(guān)系比較）c）核酸探針；（利用特異性的探針，用于細(xì)菌等的快速鑒定）28第二十八頁(yè)，共35頁(yè)。2.核酸分子雜交法遺傳分類法29第二十九頁(yè)，共35頁(yè)。4.rRNA寡核苷酸編目分析遺傳分類法一種通過(guò)分析原核或真核細(xì)胞中最穩(wěn)定的rRNA寡核苷酸序列同源行程度,乙確定不同生物間的親緣關(guān)系和進(jìn)化譜系的方法30第三十頁(yè)，共35頁(yè)