第十一章 微生物的分類與鑒定ppt課件

1、,第十一章 微生物的分類與鑒定,微生物分類學（microbial taxonomy） 是一門按微生物的等級關(guān)系把它們安排成條理清楚的各種分類單元或分類群（taxon）的科學。 任務： 分類（classificontion） 鑒定（indentification） 命名（namendature） 發(fā)展趨勢微生物系統(tǒng)學,第十一章 微生物的分類與鑒定,第一節(jié) 通用的分類單元,一、種以上的系統(tǒng)分類單元 （一）7級分類單元（taxon category） 分類單元：又稱分類單位、分類階元或分類群 種以上的系統(tǒng)分類單元自上而下分為7級： 界（kingdom）（拉：Regnum） 門（Phylum）（拉：P

2、hylum）或 Division（拉：Divisio） 綱（class）（拉：classis） 目（order）（拉：order） 科（Family）（拉：Family） 屬（Genus）（拉：Genus） 種（Species）（拉：Species）,分類單元,（二）、種的概念 沒有一個公認的、明確的“種”的定義。 種（species） 一個基本分類單元，為表型特征高度相似、親緣關(guān)系及其接近的菌株的集合。 典型菌株（type strain） 具有種典型特征的代表菌株。 模式種（type species） 說法是否準確，爭議很大，也很混亂。典型菌株的實體。有時典型菌株模式種。 新種（specie

3、s nova，sp. nona 或nona sp.） 權(quán)威性的分類、鑒定手冊中從沒有記載過的一種新分離并鑒定過的微生物。 新種發(fā)表前應將其模式菌株存放在權(quán)威保藏機構(gòu)，保證其他研究者共享。,5、種以下的概念 亞種(SubspeciesSubsp.，ssp) 是種進一步細分的單元， 指某一個明顯而且穩(wěn)定的特征與模式種不同的種。 變種(Variety，Var) 變種與亞種是近義詞，兩者經(jīng)?；煊?。命名法內(nèi)沒有地位了。 型(Type，form) 位于亞種以下。同一種微生物的不同類型，它們之間有差異，但又不足以形成一個新的種或亞種。例如生物型（biovar）、化學型（chemoform）。已經(jīng)廢除。 類群

4、（Group） 分類上物地位的名詞。非正式指定一組具有相同特征的生物，彼此不易嚴格區(qū)分，在研究的某一階段還不準備作進一步鑒定組，稱為“群” 。 菌株或品系(Strains) 菌株表示任何由一個獨立分離的單細胞(或病毒粒子)繁殖而成的純種群體及其一切后代，即同種微生物的每個不同來源的純培養(yǎng)物。 同種的不同個體。,二、種的命名 俗名(Common name) 地區(qū)性的名字 “結(jié)核桿菌”（Tubercle bacillus）用于表示結(jié)核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis) 學名（Scientific name） 按照“國際命名法規(guī)”進行命名并且得到國際學術(shù)界公認的通用正式

5、名稱。 學名的表示方法 雙名法 三名法,（一）雙名法（binominal nomenclature） 1735年，林奈(Carolus Linnaeus)建立 一個種的學名由兩個拉丁或希臘詞或拉丁化的文字組成。 通常由一個屬名（generic name）加一個種名加詞（specific epithet）構(gòu)成。 屬名 表示該微生物主要特征的名詞或用作名詞的形容詞，單數(shù)，來源于拉丁文、或拉丁文化的外來詞、或兩者的組合。第一個字母大寫。 種名加詞 又稱種加詞，表示一個微生物的次要特征。首字母一律小寫。,書寫規(guī)則 屬名和種的加詞必需用斜體字書寫，屬名第一個字母必須大寫，種名加詞小寫。 在文章連續(xù)出現(xiàn)相

6、同屬名時需要縮寫，一般為屬名第一各字母，后面需要加圓點。 當描述某微生物時，只能確定到屬，而不能確定到種時的書寫為屬名（斜體）sp.（spp.）（正體）spp.為sp.的復數(shù)形式，sp.：species 學名屬名十種的加詞 + (首次定名人) + 現(xiàn)名定名人 + 定名年份 如枯草芽孢桿菌 Bacillus subtilis （Ehrenberg）Cohn 1874 縮寫：B. subtilis,（二）三名法 當某微生物出現(xiàn)亞種或變種時用三名法書寫。在種名加詞后面加上亞種符號subsp或變種符號var，然后再寫亞種（變種）的加詞。 學名=屬名+種名加詞 （斜體）+ (subsp或var.) +

7、亞種(或變種)的加詞 （斜體） 例如：Bacillus thuringiensis subsp. galleria,第二節(jié) 微生物在生物界的地位,一、生物的界級分類學說 發(fā)展史： 二界三界四界五界六界三域,（一）兩界系統(tǒng) 動物、植物 （二）三界系統(tǒng) 動物、植物、原生生物 （三）四界系統(tǒng) 動物界、植物界、真菌界、原核生物界,（四）五界系統(tǒng),動物界、植物界、真菌界、原生生物界和原核生物界。,真菌界Fungi ：酵母菌、霉菌和擔子菌等。 原生生物界Protista ：原生動物、單細胞藻類、粘細菌等。 原核生物界Monera (prokaryotes) ：細菌、放線菌和藍細菌等。,（五）六界系統(tǒng),動物

8、界、植物界、真菌界、原生生物界、真細菌界、古細菌界,真細菌界,古細菌界,古真核生物界,原生生物界,真菌界,動物界,藻界,植物界,八界系統(tǒng),（六）三域?qū)W說（Three Domains Theory） 20世紀70年代，C.RWoese 利用16S和18S RNA的序列，比較其同源性水平后提出的新系統(tǒng)?！坝颉北冉纾↘ingdom）的界級分類單元高。舊稱原界（Urkingdom）。 三域： 古生菌域（Archae） 舊稱古細菌域（Archaebacteria) ，包括產(chǎn)甲烷細菌、極端嗜鹽菌和嗜熱嗜酸菌； 細菌域（Bacteria） 舊稱古細菌域（Eubacteria），包括藍細菌和各種除古細菌以外的

9、其他原核生物； 真核生物域(Eukarya) 包括原生生物、真菌、動物和植物。,細菌域（Bacteria）：舊稱古細菌域（Eubacteria），包括藍細菌和各種除古細菌以外的其他原核生物；,真核生物域(Eukarya) ：包括原生生物、真菌、動物和植物。,（六）三域?qū)W說 （Three Domains Theory）,古生菌域（Archae）：舊稱古細菌域（Archaebacteria) ，包括產(chǎn)甲烷細菌、極端嗜鹽菌和嗜熱嗜酸菌；,生物進化的內(nèi)共生學說（ Theory of Endosymbiosis ）,一切生物由一種共同祖先（universal ancestor）進化而來他是一種小細胞，先

10、分化出細菌和古細菌，后來在古細菌分支上的細胞，先后吞噬了朊細菌和藍細菌，并且發(fā)生了內(nèi)共生（ Endosymbiosis ），從而完成了進化歷史上質(zhì)的飛躍，進化成了與宿主難分難解的細胞器線粒體和葉綠體，于是宿主細胞先后進化成各類真核生物。,真核生物起源的內(nèi)共生學說 同一祖先細菌、古細菌古細菌吞噬其他原核生物發(fā)生內(nèi)共生形成細胞線粒體、葉綠體然后進化為真核生物,細菌、古細菌與真核生物特性比較,三、各大類微生物的分類系統(tǒng)綱要 （一）Bergey氏原核生物分類系統(tǒng)綱要 在伯杰氏手冊種將原核生物按照Woese的三域?qū)W分為古生菌和細菌（舊稱古細菌和真細菌）。 伯杰氏鑒定細菌學手冊 Bergeys Manua

11、l of Determinative Bacterialogy 已經(jīng)到9版 （1923,1930,1934,1939,1948 , 1957,1994） 伯杰氏系統(tǒng)細菌學手冊Bergeys Manual of Systematic Bacterialogy已出2版1984年，2004年 。,鑒定手冊 (1974年，第八版) 的特點： 沒有從綱到種的分類系統(tǒng)，著重于屬、種的描述和比較。 沒有分類大綱，是根據(jù)形態(tài)、營養(yǎng)型等分成 19 個部分，把細菌、放線菌、粘細菌、螺旋體、枝原體和立克次氏體等 2000 多種微生物歸于原核生物界細菌門。 分類方法除采用經(jīng)典分類法外，增加了細胞化學、遺傳學和分子生物

12、學等方面的新鑒定方法，對某些屬、種應用了數(shù)值分類法。,鑒定手冊 (1994年，第九版) 的特點： 根據(jù)表型特征把細菌分為四個類別 35 群 沒有將系統(tǒng)分類和鑒定信息結(jié)合起來，僅僅是為了鑒別已被描述和培養(yǎng)的細菌。 內(nèi)容嚴格按照表型特征編排，實用的，有利于細菌的鑒定。 抽取了伯杰氏系統(tǒng)細菌學手冊四卷的表型信息，并包括了盡可能多的新的分類單元 收集了1991 年1月以前發(fā)表并得到承認的種的描敘。,伯杰氏系統(tǒng)細菌學手冊 (Bergeys Manual of Systematic Bacteriology ) 1984 1989 年，“鑒定手冊”的出版者出版 。 與伯杰氏細菌學鑒定手冊不同 首先是各級分

13、類單元中廣泛采用細胞化學分析、數(shù)值分類方法和核酸技術(shù)，尤其是 16S rRNA 寡核苷酸序列分析技術(shù)，以闡明細菌的親緣關(guān)系，并對第八版手冊的分類作了必要的調(diào)整。例如將原核生物界分為四個門。 第一版 第一卷 (1984 年 ) ：革蘭氏陰性細菌。 第二卷 (1986 年 ) ：放線菌以外的革蘭氏陽性細菌。 第三卷 (1989 年 ) ：古細菌和其他的革蘭氏陰性細菌。 第四卷 (1989 年 ) ：放線菌。 第二版 將細菌域分為16門， 26組，27綱，62目，163科，814屬，收集了4727個種。古菌域分為2門，5組，8綱，11目， 17科， 63屬，收集了208個種。供收集進原核微生物 49

14、35個種。 第一卷：114組：古生菌、藍細菌、光合細菌和最早分支的屬 第二卷：1519組：變形桿菌(屬革蘭氏陰性真細菌類) 第三卷：2022組：低G+C含量的革蘭氏陽性細菌 第四卷：23組：高G+C含量的革蘭氏陽性細菌(放線菌類) 第五卷：2430組：浮霉狀菌、螺旋體、絲桿菌、擬桿菌和梭桿菌(屬革蘭氏陰性細菌類,（二）Aisworth等的菌物分類系統(tǒng)綱要 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。 “菌物”代替過去的“真菌”,Ainsworth系統(tǒng)每個版本都有變化，其1995的第八版為：,第四節(jié) 微生物分類鑒定的方法,一、經(jīng)典分類鑒定方法

15、 鑒定程序：獲得純培養(yǎng)物測鑒定指標查權(quán)威菌種鑒定手冊確定純培養(yǎng)物的歸屬。,自動化鑒定技術(shù),API數(shù)值鑒定系統(tǒng) Enterotube系統(tǒng) Biolog鑒定系統(tǒng),程序： 培養(yǎng)菌懸液加入生化反應板培養(yǎng)自動掃描自動鑒定打印結(jié)果,API 50 CHB 鑒定芽孢桿菌,解淀粉芽孢桿菌炭疽桿菌堅實芽孢桿菌1堅實芽孢桿菌2環(huán)狀芽孢桿菌1環(huán)狀芽孢桿菌2凝固芽孢桿菌堅固芽孢桿菌緩慢芽孢桿菌巨大芽孢桿菌1巨大芽孢桿菌2覃狀芽孢桿菌矮小芽孢桿菌球形芽孢桿菌嗜熱芽孢桿菌枯草芽孢桿菌短芽孢桿菌側(cè)孢芽孢桿菌蜂房芽孢桿菌浸麻芽孢桿菌多粘芽孢桿菌粟褐芽孢菌地衣芽孢菌,陽性試驗,陰性試驗,傳統(tǒng)的細菌分類鑒定程序,二、微生物分類鑒定

16、現(xiàn)代方法,（一）遺傳特征分類法 （GC)mol%含量 微生物DNA(G+C)mol 值的變化范圍較廣。 原核微生物：2080。 真核微生物：3060， 對某具體微生物而言， (G+C)mol%值恒定。 DNA(G+C)mol只能排除微生物間GC比差別較大的不屬于同一種，不能肯定(G+C)mol相同的微生物同屬一個種。 只能做否定判斷； （ G+C）mol%值差別5，屬不同的種； （ G+C）mol%值差別10，屬不同的屬,2、核酸分子雜交（hybridization of nucleic acids） 可作肯定判斷： 同種：DNA-DNA雜交同源性 60% 同亞種：DNA-DNA雜交同源性 7

17、0% 不同亞種：DNA-DNA雜交同源性 60 70% 同屬：DNA-DNA雜交同源性 20 60%,rRNA序列分析 16S或18S rRNA研究進化和分類的優(yōu)點： 普遍存在，有共存性 生理功能重要且穩(wěn)定 進化中的保守性高，rDNA穩(wěn)定。 研究方法簡便，重復性好。 根據(jù)相似性系數(shù)SAB的一般判斷： SAB95 % ，判為同種微生物 SAB為8595%，判為同屬微生物 SAB85 %，判為不同屬微生物,（二）化學特征分類法 細胞壁的化學成分 全細胞水解的糖成分 磷酸類磷脂 枝菌酸（Mycolic acid） 醌類 氣相色普,（三）數(shù)值分類法（numerical taxonomy） 數(shù)值分類法

18、又稱統(tǒng)計分類法（taxonomertic）是根據(jù)數(shù)值分析原理，借助計算機將擬分類的微生物按其大量表型性狀的相似程度進行統(tǒng)計、歸類的方法。 分類鑒定程序： 確定需分類鑒定的菌株和典型菌株（標準菌株） 操作分類單位（operational taxonomic unit） 選擇需測定的分類單元的性狀 特征性狀越多越好和準確。 特征性狀至少50各以上。 編碼性狀 計算相似度 系統(tǒng)聚類； 根據(jù)聚類結(jié)果鑒定菌株,相關(guān)性系數(shù) 簡單匹配相關(guān)性系數(shù)Sam（simple matching coefficient） Jaccard相關(guān)性系數(shù)Sj(Jaccards coefficient) 還有很多系數(shù) 不同的相關(guān)性系數(shù)定義和意義不同，相同的數(shù)據(jù)采用不同的系數(shù)，結(jié)果不盡相同。,A small similarity matrix that compares six strains of bacteria. The degree of similarity ranges from none (0.0) to comp