第十章++微生物的分類與鑒定

1、1 1）通用分類單元）通用分類單元2 2）微生物在生物界的地位）微生物在生物界的地位3 3）各大類微生物的分類系統(tǒng)綱要）各大類微生物的分類系統(tǒng)綱要4 4）微生物分類）微生物分類鑒定方法鑒定方法 分類分類: :在研究微生物相似性的基礎(chǔ)上，把每一微生在研究微生物相似性的基礎(chǔ)上，把每一微生 物編排在一定的分類單元中，制定出檢索表。物編排在一定的分類單元中，制定出檢索表。鑒定：運(yùn)用現(xiàn)代分類系統(tǒng)，通過(guò)具體菌株描述，給鑒定：運(yùn)用現(xiàn)代分類系統(tǒng)，通過(guò)具體菌株描述，給 未知物一個(gè)具體的分類位置。未知物一個(gè)具體的分類位置。命名：按照國(guó)際命名法規(guī)，給每個(gè)新的分類群一個(gè)命名：按照國(guó)際命名法規(guī)，給每個(gè)新的分類群一個(gè) 新

2、的學(xué)名。新的學(xué)名。 （一）種的概念（一）種的概念 種：微生物的基本分類單位，具有許多共同特征種：微生物的基本分類單位，具有許多共同特征 的菌株的集合。的菌株的集合。 典型菌株（典型菌株（type straintype strain） : :最具種特征的代表菌株。最具種特征的代表菌株。 模式種（模式種（type speciestype species）：典型菌株的實(shí)體，常保藏）：典型菌株的實(shí)體，常保藏 于標(biāo)本室中。于標(biāo)本室中。 .1 .1 通用分類單元通用分類單元亞種：在種內(nèi)有一個(gè)穩(wěn)定特征不同于模式種亞種：在種內(nèi)有一個(gè)穩(wěn)定特征不同于模式種 的菌株，為最低等級(jí)的分類單元。的菌株，為最低等級(jí)的分類單

3、元。 型：非分類單位，種內(nèi)特征小差異的菌株。型：非分類單位，種內(nèi)特征小差異的菌株。 菌株：同種的不同個(gè)體。菌株：同種的不同個(gè)體。細(xì)菌新種發(fā)表的要求細(xì)菌新種發(fā)表的要求1 1）在）在IJSBIJSB（IJSEM)IJSEM)等國(guó)際刊物上發(fā)表等國(guó)際刊物上發(fā)表2 2）國(guó)內(nèi)發(fā)表應(yīng)送副本給）國(guó)內(nèi)發(fā)表應(yīng)送副本給IJSBIJSB編輯，以獲編輯，以獲 有效目錄公布有效目錄公布3 3）提供模式種）提供模式種4 4）符合命名法規(guī)要求）符合命名法規(guī)要求5 5）符合優(yōu)先律）符合優(yōu)先律菌種保藏中心與菌種目錄菌種保藏中心與菌種目錄ATCCATCC：美國(guó)典型菌種保藏中心：美國(guó)典型菌種保藏中心CCTCCCCTCC：中國(guó)典型菌種

4、保藏中心：中國(guó)典型菌種保藏中心： 下設(shè)：下設(shè)：CCGMCCCGMC等等6 6個(gè)中心個(gè)中心菌種目錄及菌種保藏和購(gòu)買菌種目錄及菌種保藏和購(gòu)買二、學(xué)名的命名及有關(guān)法規(guī)二、學(xué)名的命名及有關(guān)法規(guī) 雙名法：雙名法：Bacillus subtilisBacillus subtilis（屬名種名加詞）（屬名種名加詞）三名法：三名法： Acetobacter pasteurianusAcetobacter pasteurianus subsp. subsp. pasteurianuspasteurianus 名字的應(yīng)用：名字的應(yīng)用： Bacillus subtilis Bacillus subtilis CMC

5、C 63501CMCC 63501 Bacillus subtilis Bacillus subtilis Cohn 1874Cohn 1874 Bacillus Bacillus sp. sp. Bacillus Bacillus spp.spp.縮寫：縮寫：B . B . Subtilis Subtilis 學(xué)名與俗名學(xué)名與俗名.2 .2 微生物在生物界的地位微生物在生物界的地位 五界系統(tǒng)：五界系統(tǒng)： 三域?qū)W說(shuō)（三域?qū)W說(shuō)（WoeseWoese等）等） 真核生物起源的內(nèi)共生學(xué)說(shuō)真核生物起源的內(nèi)共生學(xué)說(shuō) 1 1）同一祖先）同一祖先 2 2）古細(xì)菌吞噬了）古細(xì)菌吞噬了G G- -菌、藍(lán)藻進(jìn)化為真

6、核生物？菌、藍(lán)藻進(jìn)化為真核生物？ 原始真核生物吞噬了原始真核生物吞噬了G G- -菌、藍(lán)藻進(jìn)化為真核生物？菌、藍(lán)藻進(jìn)化為真核生物？ 3 3）內(nèi)共生過(guò)程線粒體、葉綠體細(xì)胞器的進(jìn)化）內(nèi)共生過(guò)程線粒體、葉綠體細(xì)胞器的進(jìn)化證據(jù)：證據(jù)：G-G-菌外膜與細(xì)胞器外膜菌外膜與細(xì)胞器外膜相似性；相似性；內(nèi)共生體如藍(lán)色小體、內(nèi)共生體如藍(lán)色小體、真核生物（如蚜蟲）與真核生物（如蚜蟲）與原核內(nèi)共生體的發(fā)現(xiàn)；原核內(nèi)共生體的發(fā)現(xiàn)；建議讀物建議讀物 古細(xì)菌生物學(xué)特征：古細(xì)菌生物學(xué)特征： .3 .3 各大類微生物的分類系統(tǒng)綱要各大類微生物的分類系統(tǒng)綱要 一、細(xì)菌、古生菌分類系統(tǒng)綱要一、細(xì)菌、古生菌分類系統(tǒng)綱要 Bergeys

7、 Manual of Systematic BacterialogyBergeys Manual of Systematic Bacterialogy1,21,2版版 Bergeys Manual of Determinative Bacterialogy Bergeys Manual of Determinative Bacterialogy 1919版版 1. 1.古生菌：古生菌：系統(tǒng)手冊(cè)系統(tǒng)手冊(cè) （二版）（二版） 原核生物原核生物 -古生菌界（古生菌界（2 2門門6363屬屬208208種）種） -泉古生菌門泉古生菌門 -廣古生菌門廣古生菌門 -細(xì)菌界細(xì)菌界廣古生菌門廣古生菌門 泉古生菌

8、門泉古生菌門 2.2.細(xì)菌的分類細(xì)菌的分類系統(tǒng)手冊(cè)系統(tǒng)手冊(cè) （一版，（一版，1984198919841989年，共年，共4 4卷）卷） 卷卷 類型類型 群（群（SectionSection） 主要代表主要代表 Vol. 1 GVol. 1 G- - 111 section 111 section 腸桿菌，假單孢腸桿菌，假單孢菌，菌， Vol. 2 GVol. 2 G+ + 1217 section 1217 section 芽孢桿菌，梭菌，芽孢桿菌，梭菌， Vol. 3 Vol. 3 古生菌等古生菌等 1825 section 1825 section 甲烷菌，嗜鹽菌，甲烷菌，嗜鹽菌， 光合細(xì)

9、菌光合細(xì)菌 Vol. 4 Vol. 4 產(chǎn)孢放線菌產(chǎn)孢放線菌 2633 section 2633 section 鏈霉菌鏈霉菌 Bergeys Manual of Systematic Bacteriology ( 2 ed)Bergeys Manual of Systematic Bacteriology ( 2 ed) （計(jì)劃）（計(jì)劃）VolVol .1: The Archaea & the Deeply Branching & .1: The Archaea & the Deeply Branching & Phototrophic Bacteria, P

10、hototrophic Bacteria, ( 2001) Vol. 2: ProteobacteriaVol. 2: Proteobacteria( 2004) Vol.3: Vol.3: The Low G+C Gram PositivesThe Low G+C Gram Positives ( 2000) Vol.4: The High G+C Gram PositivesVol.4: The High G+C Gram Positives( 2000) Vol. 5Vol. 5： The Planctomycetes, Spirochetes, The Planctomycetes,

11、Spirochetes, Fibrobacters Fibrobacters, , Bacteriods & FusobacteriaBacteriods & Fusobacteria ( 2001) 3.3.真菌（真菌（FungiFungi）的分類系統(tǒng)）的分類系統(tǒng)AinsworthAinsworth系統(tǒng)系統(tǒng) The fungi The fungi , , Ainsworth, 1973 Ainsworth, 1973 Ainsworth and Bisby Ainsworth and Bisbys Dictionary of the Fungis Dictionary of

12、the Fungi -7 -7版，版，19831983年，年，HawksworthHawksworth -8-8版，版，19951995年，年， HawksworthHawksworth書書355Cavaliner-Smith的的6 6界系統(tǒng)界系統(tǒng) .4 .4 微生物分類微生物分類鑒定方法鑒定方法 一、經(jīng)典分類鑒定方法一、經(jīng)典分類鑒定方法傳統(tǒng)分類的細(xì)菌鑒定程序傳統(tǒng)分類的細(xì)菌鑒定程序細(xì)菌自動(dòng)鑒定系統(tǒng)細(xì)菌自動(dòng)鑒定系統(tǒng)APIAPI數(shù)值鑒定系統(tǒng)數(shù)值鑒定系統(tǒng)BBLBBL鑒定系統(tǒng)鑒定系統(tǒng)BiologBiolog鑒定系統(tǒng)鑒定系統(tǒng)程序：程序：1 1、獲取輔助特征、獲取輔助特征2 2、培養(yǎng)、培養(yǎng)菌懸液菌懸液加入

13、生化反應(yīng)板加入生化反應(yīng)板培養(yǎng)培養(yǎng)自動(dòng)掃描自動(dòng)掃描 自動(dòng)鑒定自動(dòng)鑒定打印結(jié)果打印結(jié)果細(xì)菌自動(dòng)鑒定程序細(xì)菌自動(dòng)鑒定程序二、現(xiàn)代分類鑒定方法二、現(xiàn)代分類鑒定方法細(xì)菌化石細(xì)菌化石 1 1微生物遺傳型的鑒定微生物遺傳型的鑒定（1 1）DNADNA堿基比例的測(cè)定堿基比例的測(cè)定 （G+CG+C）mol%mol%： 解鏈溫度法（解鏈溫度法（TmTm值）值） (G+C)mol%(G+C)mol%值只能做否定判斷；值只能做否定判斷； （G+CG+C）mol%mol%值差別值差別55，屬不同的種；，屬不同的種； 差別差別1010，屬不同的屬，屬不同的屬。（2 2） 核酸分子雜交法核酸分子雜交法 DNA-DNA DN

14、A-DNA分子雜交原理：分子雜交原理：DNADNA分子解鏈的分子解鏈的 可逆性和堿基配對(duì)的專一性?？赡嫘院蛪A基配對(duì)的專一性。 DNA-DNADNA-DNA雜交（固相雜交法）雜交（固相雜交法） 單鏈單鏈DNADNA（待測(cè)菌株）（待測(cè)菌株） 轉(zhuǎn)硝酸纖維素膜轉(zhuǎn)硝酸纖維素膜 加入放射性標(biāo)志參照菌加入放射性標(biāo)志參照菌DNADNA（單鏈）（單鏈） 洗去未雜交洗去未雜交DNADNA 閃爍計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)測(cè)定放射強(qiáng)度閃爍計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)測(cè)定放射強(qiáng)度結(jié)論：結(jié)論： 1. DNA1. DNA同源性同源性 60% 60% （同種）（同種） 2. DNA2. DNA同源性同源性 70% 70% （同亞種）（同亞種） 3. DNA3

15、. DNA同源性同源性60 70% 60 70% （不同亞種）（不同亞種） 4. DNA4. DNA同源性同源性20 60% 20 60% （同屬）（同屬）（3 3）1616s rRNAs rRNA作為細(xì)菌進(jìn)化的作為細(xì)菌進(jìn)化的 計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)器生物共有的生物共有的一定的信息量（一定的信息量（15421542個(gè)核苷酸）個(gè)核苷酸）一定的保守性一定的保守性便于比較研究便于比較研究 1616s rRNAs rRNA核苷酸序列分析：核苷酸序列分析： DNA-PCRDNA-PCR法法 提取提取DNADNA PCR PCR擴(kuò)增擴(kuò)增1616S rRNAS rRNA基因基因 PCR PCR產(chǎn)物純化產(chǎn)物純化 16 1

16、6SrRNASrRNA基因序列測(cè)定基因序列測(cè)定 GenbankGenbank檢索檢索相似性結(jié)果的一般判斷：相似性結(jié)果的一般判斷：1. 1. S SABAB97% 97% 同種同種2. 2. S SABAB為為8597% 8597% 同屬同屬3. 3. S SABAB85 % 85 % 不同屬不同屬2 2細(xì)胞化學(xué)組分的鑒定（放線菌）細(xì)胞化學(xué)組分的鑒定（放線菌）細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu) 成分成分 壁壁 肽聚糖、化學(xué)組分肽聚糖、化學(xué)組分 膜膜 枝菌酸（棒桿菌酸；分枝菌酸）枝菌酸（棒桿菌酸；分枝菌酸） 甲基萘醌甲基萘醌 全細(xì)胞全細(xì)胞 水解糖類水解糖類1. 1.細(xì)胞壁化學(xué)類型（分為細(xì)胞壁化學(xué)類型（分為9 9種類

17、型）種類型） - - - 氨基酸：氨基酸：DAPDAP（二氨基庚二酸）（二氨基庚二酸） 、GlyGly、LysLys、AspAsp、OrnOrn - -糖類：阿拉伯糖、半乳糖糖類：阿拉伯糖、半乳糖（2 2）全細(xì)胞水解液的糖型）全細(xì)胞水解液的糖型糖類型糖類型 特征糖類特征糖類 A A 半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖、阿拉伯糖、 B B 馬杜拉糖馬杜拉糖 C C 無(wú)特征糖類無(wú)特征糖類 D D 木糖、阿拉伯糖木糖、阿拉伯糖 E E 半乳糖半乳糖 3 3數(shù)值分類法（統(tǒng)計(jì)分類法）數(shù)值分類法（統(tǒng)計(jì)分類法） - - 相似系數(shù)的計(jì)算；相似系數(shù)的計(jì)算；（1 1）菌株選擇（）菌株選擇（OUTOUT操作分類單位）操作分類單位）（2 2）選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目）選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（3 3）數(shù)字編碼）數(shù)字編碼（4 4）計(jì)算機(jī)分析）計(jì)算機(jī)分析 - - 列出相似度矩陣列出相似度矩陣 - - 將矩陣圖轉(zhuǎn)換成樹(shù)狀譜將矩陣圖轉(zhuǎn)換成樹(shù)狀譜 結(jié)果分析：結(jié)果分析： 1. S 1. S （相似值）（相似值）85% 85% （同種）（同種） 2. S 2. S （相似值）（相似值）65% 65% （同屬）（同屬） 3. S 3. S （相似值）（相似值）65% 65% （親緣關(guān)（親緣關(guān) 系較系較遠(yuǎn)）遠(yuǎn)）