微生物的分类

微生物的分类第1页/共30页微生物分类：是按M的亲缘关系相似程度把M归入各分类单元或分类群（taxon），以得到一个反映M进化的自然分类系统，可供鉴定用的检索表以及可给出符合逻辑的名称的命名系统。任务：分类（classification），鉴定（identification）与命名（namenclature）步骤：（获得纯培养物后）

1.据形态特征鉴别其属于哪一大类（B，A，Y，M）。

2.据其生理生化特征，生态特征，免疫特征和遗传特征等。借助于检索表或鉴定手册来依次确定是属于哪个目，科，属，种。

3.最后与该种的模式种加以比较并命名。第2页/共30页第一节微生物的分类单元微生物的分类单元也是种。微生物种——是显示高度相似性，亲缘关系极其接近，与其他种有明显差异的一群菌株的总称。具体分类时，常用一个被指定的，能代表这个种群的模式菌株或典型菌株（typestain）作为该种的模式种来定种。第3页/共30页一、种以上的分类单元二、种以下的分类单元㈠亚种（Subspecies,subsp,ssp.）㈡变种（Variety,var.）㈢型（form）㈣菌株（strain），又称品系㈤培养物（culture）㈥居群（population）（群体、种群、群丛）第4页/共30页目前正式分类单元非正式分类单元超纲亚纲亚目亚科族亚族域（Domain）界（Kingdom）门（Phylum或Division）纲（Class）目（Order）科（Family）属（Genus）种（Species）亚种（Subspecies）群、组、系种型、居群、菌株、培养物亚种第5页/共30页㈠亚种（Subspecies,subsp,ssp.）——是种的进一步细分的单元，一般是指在某一个特征上与模式种有明显而稳定差异的菌株。例：金黄色葡萄球菌的厌氧亚种Staphylococcusaureassubsp.anaerobius㈡变种（Variety,var.）（一般认为是亚种的同义词，现不主张使用）例：蜡状芽孢杆菌的荧光变种Bacilluscereusvar.fluorescens产黄绿色荧光色素。㈢型（form）（曾用作菌株的同义词，现已废除，仅作若干变异型的后缀）。例：生物变异型（biovar），形态变异型（morphovar），致病变异型（pathovar），噬菌变异型（phagevar）血清变异型（serovar）等。㈣菌株（strain），又称品系：一个菌株是指由一单细胞繁衍而来的克隆或无性繁殖系中的一个M或M群体。第6页/共30页㈣菌株菌株实为一个物种内遗传多态性的客观反应，几乎是无数的；菌株强调的是遗传型，因此，一旦菌株发生突变，遗传重组，均应标新菌株名；菌株与克隆的（即无性繁殖系）的概念相同；同一种不同株之间，作为分类鉴定的主要性状虽相同，但作为非鉴定用的“小”性状可以有很大差异。（如：生化性状，代谢产物，和产量性状）菌株的名称都放在学名后面（见后），可随意用字母，符号，编号或混合型等方式自作决定。第7页/共30页一些菌株EscherichiacoliK12大肠杆菌K12菌株E.coliO-157：H7致病性大肠杆菌（O、H表示抗原特征）EscherichiacoliB大肠杆菌B菌株BacillussubtilisAS1.398蛋白酶高产的枯草杆菌BacillussubtilisBF7658α-淀粉酶高产的枯草杆菌CorynebacteriumpekinenseAS1.299

谷氨酸高产的北京棒杆菌BifidobacteriumbifidumATCC29521

双歧双歧杆菌的一个模式菌株ATCC－(Americantypeculturecollection

)AS－中国科学院（AcademiaSinica）BF－北京纺织工业局科学研究所第8页/共30页㈤培养物（culture）：是指一定时间一定空间内微生物细胞群或生长物。㈥居群（population）（群体、种群、群丛）：是指一定空间中同种个体的组合。每一个物种在自然界中的存在，都有一定空间结构，在其分散的、不连续的居住场所或分布区域内，形成不同的群体单元，这些群体单元称为～。第9页/共30页第二节微生物的命名俗名(commonname，vernacularname)是通俗的名字，简洁易懂，记忆方便，但它的涵义往往不够确切，且有使用范围和地区性等方面的限制。（区域性）学名（scientificname）M的科学名称，按照有关M分类的国际委员会拟定的法则命名的。由拉丁词，希腊词或拉丁化的外来词组成。（国际上统一使用）第10页/共30页一、双名法

属名+种的加词+（首次定名人）+现名定名人+定名年份（必要，用斜体排字）（可省略，均用正体排字）

⑴每一种M的学名由两个拉丁字，希腊字或拉丁化了的其它文字组成；

⑵属名在前，用名词，字首字母大写，种名在后，用形容词，字首字母小写。（种属名需斜体）。

⑶属名规定了M的主要特征，如形态特征，生理特征或科学家的名字等，种名补充说明M的次要特征，如颜色，形状，用途等。

⑷附加部分：①命名者的姓：种名之后，一般可省。②改名：首次定名（加括号），现定名人，定名年份③新种：在学名之后附sp.nov.例：Methanobacteriumespanolae

sp.nov.埃斯帕诺拉甲烷杆菌新种。⑸种名难以确定时，一般用sp或spp表示，其中sp.表示一种，spp.表示若干种。例：Methanobrevibactersp.一种甲烷杆菌Methanobrevibacterspp.若干甲烷杆菌第11页/共30页二、三名法——对亚种的命名属名+种名subsp.亚种+附加部分例：Fusbacteriumnecrophorumsubsp.funduliforme坏死梭杆菌腊肠状亚种。第12页/共30页第三节微生物的分类依据和方法M的分类依据：形态特征，生理生化特征，生态特征，抗原特征，遗传特征，化学分类特征等。第13页/共30页一、常规分类法

㈠形态特征

⒈个体形态特征⒉群体形态特征（培养特征）①平板菌落特征②液体培养特征

㈡生理生化特征

⒈对营养或生长基质的要求。⒉代谢反应⒊抗逆性：对phage，抗生素，染料和化学药品等抗M因子的反应。

㈢生态特征：包括M的天然环境以及与M生活关连的环境因子。

⒈氧气；⒉温度；⒊pH；⒋盐度；⒌与其他生物之间的相互关系。㈣抗原特征（即免疫关系）用于免疫分类鉴定的抗原主要有表面抗原、菌体抗原、菌毛抗原。第14页/共30页二、遗传特征分类法㈠DNA（G+C）mol%值㈡核酸杂交㈢rRNA寡核苷酸分类目录㈣微生物全基因组序列的测定第15页/共30页㈠DNA（G+C）mol%值其测定方法：Tm法说明：

①（G+C）mol%值相差超过5%——属不同种（且菌株之间相差2.5~4%，小于2%则无意义）②（G+C）mol%值相差超过10%——不同属③（G+C）mol%值相差越远——亲缘关系越远注意：

亲缘关系很近的M，其（G+C）mol%值一定很近；反之成立吗？第16页/共30页㈡核酸杂交

1.定义：按碱基的互补配对原理，用人工方法对两条不同来源的单链核酸进行复性（即退火），以构建新的杂合双链核酸的技术。2.分类：DNA—DNA分子杂交；DNA—rRNA分子杂交；rRNA—rRNA分子杂交。3.以DNA—DNA分子杂交为例⑴原理：根据DNA分子解链的可逆性和碱基配对的专一性，将待测的不同来源的DNA在体外加热，使其解链，并在合适条件下使互补的碱基重新配对，然后测定杂交百分率。(以同源%or碱基相似性%表示)。%↑——两者间碱基顺序的同源性↑（亲缘关系接近）第17页/共30页（DNA-DNA杂交一般用于测定有密切关系（种或种内）微生物间的相似性；DNA-rRNA分子杂交用于检查关系较远的微生物间的相似性。）说明：一般70％以上――种20％以上――属第18页/共30页㈢rRNA寡核苷酸分类目录

定义：一种通过分析原核或真核细胞中最稳定的rRNA寡核苷酸序列同源性程度，以确定不同生物间的亲缘关系和进化谱系的方法。1.选用16SrRNA或18SrRNA进行分类的主要原因：它的一级结构极其保守，但其中同时又有可变区段，所以在亲缘关系近和远的M分类中都非常有用；分子量不大不小（例如16SrRNA为1540个核苷酸），且信息量大，易于分析。其他原因：起源古老，分布普遍，在各类M（尤其是细菌）的宽广范围内有着等同的重要功能，易于大量提取等。第19页/共30页

2.基本原理用一种RNA酶水解rRNA后，可产生一系列寡核苷酸片断，如果两种或两株微生物的亲缘关系越近，则其所产生的寡核苷酸片断的序列也越接近，反之亦然。第20页/共30页

3.实验方法（以16SrRNA为例）：⑴用T1核糖核酸酶水解（32P标记的）16SrRNA得一系列长度不一的寡核苷酸片段。⑵水解产物双向电泳。⑶利用放射自显影技术获得16SrRNA寡核苷酸的指纹。⑷对6个核苷酸以上的寡核苷酸进行序列分析，并按长度将分析结果编成分类目录。⑸最后按照目录比较对偶（两个被测M）间的相似性，即可知道比较对偶间的亲缘关系。

以相似系数SAB表示其中：

NAB—A、B对偶所共有的寡聚物中的核苷酸数。NA和NB是寡聚物中的核苷酸总数。第21页/共30页三、化学特征分类法⒈全细胞水解液的糖型⒉CW化学成分⒊脂肪酸组成⒋分支菌酸⒌磷脂⒍醌⒎多胺分析⒏可溶蛋白质谱第22页/共30页四、数值分类法定义：是根据数值分析，借助计算机将拟分类的M按其性状的相似度归类的方法㈠数值分类的原则⑴根据尽可能多的性状分类，以揭示分类单位间的真实关系；⑵分类时视每个性状为同等重要，以避免分类者的主观偏见，使结果比较客观，明确而且可以重复。⑶按性状的相似度，归为等同分类单元或分类群（taxon）的表观群或表元（phenon）㈡数值分类程序⒈分类单元及性状的选择：通常操作分类单位（OTU）为菌株。⒉性状编码：通常用“+”“－”表示，

⒊相似度系数的计算：

第23页/共30页⒋系统聚类（或等级聚类）⒌聚类结果的表示数值分类得到的是表观群或表元，实践证明：表观群=分类单元例：约80%相似度的表观群等于种。第24页/共30页第四节微生物在生物界的地位（自习）一、生物的界级分类学说㈠两界系统㈡三界系统㈢四界系统㈣五界系统㈤六界系统㈥三总界五界系统二、三域学说及其发展第25页/共30页第五节各大类微生物的分类系统纲要

一、20世纪中，原核生物分类体系的权威著作①20世纪初，德国Lehmann和Neumann《细菌分类图说》（德文，第七版英译本为1927年）②美国的《伯杰氏鉴定细菌学手册》（第一版为1923年，后一直再版至今）（伯杰氏分类系统）③前苏联H.A.Kраcильников（克拉西尔尼可夫）的《细菌和放线菌的鉴定》（1949年，中文版1957年）（克拉西里尼科夫分类系统）④法国A.R.Prévot的《细菌分类学》（法文，1961年）（普雷沃分类系统）。⑤M.P.Starr等编写的《原核生物》（1981年第一版，分2卷出版，1992年第二版分4卷出