微生物的分類與鑒定

關(guān)于微生物的分類與鑒定第一頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一微生物分類學(xué)（microbialtaxonomy）是一門按微生物的等級(jí)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(xué)。任務(wù)：分類（classificontion）鑒定（indentification）命名（namendature）發(fā)展趨勢(shì)微生物系統(tǒng)學(xué)第十一章微生物的分類與鑒定第二頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一第一節(jié)通用的分類單元一、種以上的系統(tǒng)分類單元（一）7級(jí)分類單元（taxoncategory）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(jí)：界（kingdom）（拉：Regnum）

門（Phylum）（拉：Phylum）或Division（拉：Divisio）

綱（class）（拉：classis）目（order）（拉：order）科（Family）（拉：Family）屬（Genus）（拉：Genus）種（Species）（拉：Species）第三頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一分類單元第四頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一（二）、種的概念沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的、明確的“種”的定義。種（species）一個(gè)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（typestrain）具有種典型特征的代表菌株。模式種（typespecies）說(shuō)法是否準(zhǔn)確，爭(zhēng)議很大，也很混亂。典型菌株的實(shí)體。有時(shí)典型菌株＝模式種。新種（speciesnova，sp.nona或nonasp.）權(quán)威性的分類、鑒定手冊(cè)中從沒(méi)有記載過(guò)的一種新分離并鑒定過(guò)的微生物。新種發(fā)表前應(yīng)將其模式菌株存放在權(quán)威保藏機(jī)構(gòu)，保證其他研究者共享。第五頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一5、種以下的概念亞種(Subspecies．Subsp.，ssp．)

是種進(jìn)一步細(xì)分的單元，指某一個(gè)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)常混用。命名法內(nèi)沒(méi)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(gè)新的種或亞種。例如生物型（biovar）、化學(xué)型（chemoform）。已經(jīng)廢除。類群（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(yán)格區(qū)分，在研究的某一階段還不準(zhǔn)備作進(jìn)一步鑒定組，稱為“群”。菌株或品系(Strains)菌株表示任何由一個(gè)獨(dú)立分離的單細(xì)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(gè)不同來(lái)源的純培養(yǎng)物。同種的不同個(gè)體。第六頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、種的命名俗名(Commonname)地區(qū)性的名字“結(jié)核桿菌”（Tuberclebacillus）用于表示結(jié)核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis)

學(xué)名（Scientificname）按照“國(guó)際命名法規(guī)”進(jìn)行命名并且得到國(guó)際學(xué)術(shù)界公認(rèn)的通用正式名稱。學(xué)名的表示方法雙名法三名法

第七頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一（一）雙名法（binominalnomenclature）1735年，林奈(CarolusLinnaeus)建立一個(gè)種的學(xué)名由兩個(gè)拉丁或希臘詞或拉丁化的文字組成。通常由一個(gè)屬名（genericname）加一個(gè)種名加詞（specificepithet）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(lái)源于拉丁文、或拉丁文化的外來(lái)詞、或兩者的組合。第一個(gè)字母大寫(xiě)。種名加詞又稱種加詞，表示一個(gè)微生物的次要特征。首字母一律小寫(xiě)。第八頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一書(shū)寫(xiě)規(guī)則屬名和種的加詞必需用斜體字書(shū)寫(xiě)，屬名第一個(gè)字母必須大寫(xiě)，種名加詞小寫(xiě)。在文章連續(xù)出現(xiàn)相同屬名時(shí)需要縮寫(xiě)，一般為屬名第一各字母，后面需要加圓點(diǎn)。當(dāng)描述某微生物時(shí)，只能確定到屬，而不能確定到種時(shí)的書(shū)寫(xiě)為屬名（斜體）＋sp.（spp.）（正體）spp.為sp.的復(fù)數(shù)形式，sp.：species學(xué)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Bacillussubtilis

（Ehrenberg）Cohn1874

縮寫(xiě)：B.

subtilis

第九頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一（二）三名法當(dāng)某微生物出現(xiàn)亞種或變種時(shí)用三名法書(shū)寫(xiě)。在種名加詞后面加上亞種符號(hào)subsp或變種符號(hào)var，然后再寫(xiě)亞種（變種）的加詞。學(xué)名=屬名+種名加詞（斜體）+(subsp．或var.)+亞種(或變種)的加詞（斜體）例如：Bacillusthuringiensis

subsp.galleria

第十頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一第二節(jié)微生物在生物界的地位一、生物的界級(jí)分類學(xué)說(shuō)發(fā)展史：二界→三界→四界→五界→六界→三域第十一頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一（一）兩界系統(tǒng)動(dòng)物、植物（二）三界系統(tǒng)動(dòng)物、植物、原生生物（三）四界系統(tǒng)動(dòng)物界、植物界、真菌界、原核生物界第十二頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一（四）五界系統(tǒng)原核生物界真菌界原生生物界原核生物真核單細(xì)胞生物真核多細(xì)胞生物動(dòng)物界真菌界植物界原生生物界原核生物界光合式營(yíng)養(yǎng)吸收式營(yíng)養(yǎng)攝食式營(yíng)養(yǎng)動(dòng)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(dān)子菌等。原生生物界Protista：原生動(dòng)物、單細(xì)胞藻類、粘細(xì)菌等。原核生物界Monera(prokaryotes)：細(xì)菌、放線菌和藍(lán)細(xì)菌等。第十三頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一（五）六界系統(tǒng)動(dòng)物界、植物界、真菌界、原生生物界、真細(xì)菌界、古細(xì)菌界動(dòng)物界植物界真菌界原生生物界真細(xì)菌界古細(xì)菌界第十四頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一真細(xì)菌界古細(xì)菌界古真核生物界原生生物界真菌界動(dòng)物界藻界植物界八界系統(tǒng)第十五頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一（六）三域?qū)W說(shuō)（ThreeDomainsTheory）20世紀(jì)70年代，C.RWoese利用16S和18SRNA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(jí)分類單元高。舊稱原界（Urkingdom）。三域：古生菌域（Archae）舊稱古細(xì)菌域（Archaebacteria)，包括產(chǎn)甲烷細(xì)菌、極端嗜鹽菌和嗜熱嗜酸菌；細(xì)菌域（Bacteria）舊稱古細(xì)菌域（Eubacteria），包括藍(lán)細(xì)菌和各種除古細(xì)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(dòng)物和植物。第十六頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一細(xì)菌域（Bacteria）：舊稱古細(xì)菌域（Eubacteria），包括藍(lán)細(xì)菌和各種除古細(xì)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(dòng)物和植物。（六）三域?qū)W說(shuō)（ThreeDomainsTheory）古生菌域（Archae）：舊稱古細(xì)菌域（Archaebacteria)，包括產(chǎn)甲烷細(xì)菌、極端嗜鹽菌和嗜熱嗜酸菌；第十七頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一生物進(jìn)化的內(nèi)共生學(xué)說(shuō)（TheoryofEndosymbiosis）一切生物由一種共同祖先（universalancestor）進(jìn)化而來(lái)他是一種小細(xì)胞，先分化出細(xì)菌和古細(xì)菌，后來(lái)在古細(xì)菌分支上的細(xì)胞，先后吞噬了朊細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌，并且發(fā)生了內(nèi)共生（Endosymbiosis），從而完成了進(jìn)化歷史上質(zhì)的飛躍，進(jìn)化成了與宿主難分難解的細(xì)胞器—線粒體和葉綠體，于是宿主細(xì)胞先后進(jìn)化成各類真核生物。第十八頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一真核生物起源的內(nèi)共生學(xué)說(shuō)同一祖先細(xì)菌、古細(xì)菌古細(xì)菌吞噬其他原核生物發(fā)生內(nèi)共生形成細(xì)胞—線粒體、葉綠體然后進(jìn)化為真核生物第十九頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一第二十頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一細(xì)菌、古細(xì)菌與真核生物特性比較第二十一頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、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(cè)種將原核生物按照Woese的三域?qū)W分為古生菌和細(xì)菌（舊稱古細(xì)菌和真細(xì)菌）?！恫苁翔b定細(xì)菌學(xué)手冊(cè)》《Bergey’sManualofDeterminativeBacterialogy》已經(jīng)到9版（1923,1930,1934,1939,1948,1957,1994）《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)》《Bergey’sManualofSystematicBacterialogy》已出2版1984年，2004年。第二十二頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一《鑒定手冊(cè)》

(1974年，第八版)的特點(diǎn)：沒(méi)有從綱到種的分類系統(tǒng)，著重于屬、種的描述和比較。沒(méi)有分類大綱，是根據(jù)形態(tài)、營(yíng)養(yǎng)型等分成19個(gè)部分，把細(xì)菌、放線菌、粘細(xì)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(xì)菌門。分類方法除采用經(jīng)典分類法外，增加了細(xì)胞化學(xué)、遺傳學(xué)和分子生物學(xué)等方面的新鑒定方法，對(duì)某些屬、種應(yīng)用了數(shù)值分類法。

第二十三頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一《鑒定手冊(cè)》

(1994年，第九版)的特點(diǎn)：根據(jù)表型特征把細(xì)菌分為四個(gè)類別35群沒(méi)有將系統(tǒng)分類和鑒定信息結(jié)合起來(lái)，僅僅是為了鑒別已被描述和培養(yǎng)的細(xì)菌。內(nèi)容嚴(yán)格按照表型特征編排，實(shí)用的，有利于細(xì)菌的鑒定。抽取了《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)》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(rèn)的種的描敘。第二十四頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)》(Bergey’sManualofSystematicBacteriology)1984～1989年，“鑒定手冊(cè)”的出版者出版

。與《伯杰氏細(xì)菌學(xué)鑒定手冊(cè)》不同首先是各級(jí)分類單元中廣泛采用細(xì)胞化學(xué)分析、數(shù)值分類方法和核酸技術(shù)，尤其是16SrRNA寡核苷酸序列分析技術(shù)，以闡明細(xì)菌的親緣關(guān)系，并對(duì)第八版手冊(cè)的分類作了必要的調(diào)整。例如將原核生物界分為四個(gè)門。第一版第一卷(1984年)：革蘭氏陰性細(xì)菌。第二卷(1986年)：放線菌以外的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌。第三卷(1989年)：古細(xì)菌和其他的革蘭氏陰性細(xì)菌。第四卷(1989年)：放線菌。第二版將細(xì)菌域分為16門，26組，27綱，62目，163科，814屬，收集了4727個(gè)種。古菌域分為2門，5組，8綱，11目，17科，63屬，收集了208個(gè)種。供收集進(jìn)原核微生物4935個(gè)種。第一卷：1～14組：古生菌、藍(lán)細(xì)菌、光合細(xì)菌和最早分支的屬第二卷：15～19組：變形桿菌(屬革蘭氏陰性真細(xì)菌類)第三卷：20～22組：低G+C含量的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌第四卷：23組：高G+C含量的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌(放線菌類)第五卷：24～30組：浮霉?fàn)罹?、螺旋體、絲桿菌、擬桿菌和梭桿菌(屬革蘭氏陰性細(xì)菌類第二十五頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一第二十六頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一（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(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。“菌物”代替過(guò)去的“真菌”第二十七頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一Ainsworth系統(tǒng)每個(gè)版本都有變化，其1995的第八版為：第二十八頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一第四節(jié)微生物分類鑒定的方法一、經(jīng)典分類鑒定方法鑒定程序：獲得純培養(yǎng)物測(cè)鑒定指標(biāo)查權(quán)威菌種鑒定手冊(cè)確定純培養(yǎng)物的歸屬。第二十九頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一第三十頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一第三十一頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一自動(dòng)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(yīng)板培養(yǎng)自動(dòng)掃描自動(dòng)鑒定打印結(jié)果第三十二頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一API50CHB鑒定芽孢桿菌

解淀粉芽孢桿菌·炭疽桿菌·堅(jiān)實(shí)芽孢桿菌1·堅(jiān)實(shí)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(jiān)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(yáng)性試驗(yàn)

陰性試驗(yàn)

第三十三頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一傳統(tǒng)的細(xì)菌分類鑒定程序第三十四頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、微生物分類鑒定現(xiàn)代方法（一）遺傳特征分類法

（G＋C)mol%含量

微生物DNA(G+C)mol％值的變化范圍較廣。原核微生物：20～80％。真核微生物：30～60％，對(duì)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(gè)種。只能做否定判斷；（G+C）mol%值差別<2，沒(méi)有分類學(xué)意義。（G+C）mol%值差別>5，屬不同的種；（G+C）mol%值差別>10，屬不同的屬第三十五頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一第三十六頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、核酸分子雜交（hybridizationofnucleicacids）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≥70%不同亞種：DNA-DNA雜交同源性60~70%同屬：DNA-DNA雜交同源性20~60%第三十七頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一rRNA序列分析16S或18SrRNA研究進(jìn)化和分類的優(yōu)點(diǎn)：普遍存在，有共存性生理功能重要且穩(wěn)定進(jìn)化中的保守性高，rDNA穩(wěn)定。研究方法簡(jiǎn)便，重復(fù)性好。根據(jù)相似性系數(shù)SAB的一般判斷：SAB≥95%，判為同種微生物SAB為85~95%，判為同屬微生物SAB≤85%，判為不同屬微生物第三十八頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一（二）化學(xué)特征分類法細(xì)胞壁的化學(xué)成分全細(xì)胞水解的糖成分磷酸類磷脂枝菌酸（Mycolicacid）醌類氣相色普第三十九頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一（三）數(shù)值分類法（numericaltaxonomy）數(shù)值分類法又稱統(tǒng)計(jì)分類法（taxonomertic）是根據(jù)數(shù)值分析原理，借助計(jì)算機(jī)將擬分類的微生物按其大量表型性狀的相似程度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、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(biāo)準(zhǔn)菌株）操作分類單位（operationaltaxonomicunit）選擇需測(cè)定的分類單元的性狀特征性狀越多越好和準(zhǔn)確。特征性狀至少50各以上。編碼性狀計(jì)算相似度系統(tǒng)聚類；根據(jù)聚類結(jié)果鑒定菌株第四十頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一相關(guān)性系數(shù)簡(jiǎn)單匹配相關(guān)性系數(shù)Sam（simplematchingcoefficient）Jaccard相關(guān)性系數(shù)Sj(Jaccard’scoefficient)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。菌株編號(hào)表征性狀abcd菌甲(OTU1)++--菌乙(OTU2)+-+-第四十一頁(yè)，共四十四頁(yè)，編輯于2023年，星期一Asmallsimilaritymatrixthatcomparessixstrainsofbacteria.Thedegreeofsimilarityrangesfromnone(0.0)tocompletesimilarity(1.0).Thebacteriahavebeenrearrangedandjoinedtoformclustersofsimilarstrains.Forexample,strains1and2arethemostsimilar.Theclusterof1plus2isfairlysimilartostrain3,butnotatalltostra