微生物的分类和鉴定

微生物的分类和鉴定第1页，共35页，2023年，2月20日，星期四定义：按微生物的亲缘关系把它们安排成条理清楚的各种分类单元或分类群的科学。任务：分类鉴定命名第2页，共35页，2023年，2月20日，星期四分类：根据一定的原则(表型特征相似性或系统发育相关性)对微生物进行分群归类，根据相似性或相关性水平排列成系统，并对各个分类群的特征进行描述，以便查考和对未被分类的微生物进行鉴定。

(根据现有数据建立系统的过程)第3页，共35页，2023年，2月20日，星期四鉴定：借助于现有的微生物分类系统，通过特征测定，确定未知的、或新发现的、或未明确分类地位的微生物所应归属分类群的过程。(根据现有系统确定未知微生物分类归属的过程)命名：是根据命名法规，给每一个分类群一个专有的名称。(分类系统建立过程中的步骤之一)第4页，共35页，2023年，2月20日，星期四第一节通用分类单元种以上的系统分类单元界Kingdom门Phylum（或Division）纲Class

目Order

科Family

属Genus

种Species第5页，共35页，2023年，2月20日，星期四种的概念定义：种是一个基本分类单位，是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近、与同属内其他种有明显差异的菌株的总称。在微生物中，一个种只能用该种内的一个典型菌株（typestrain)作为具体标本，它就是该种的模式种(typespecies)。在Bifidobacteriumbifidum的大量菌株中，只有“ATCC29521”菌株才是模式种。第6页，共35页，2023年，2月20日，星期四新种（

sp.nov.或nov.sp.）：是指权威性的分类、鉴定手册中从未记载过的一种新分离并鉴定过的微生物。新被鉴定的种发表时应在其学名后标上sp.nov.的符号。我国学者筛选到的Corynebacteriumpekinensesp.NovAS1.299(北京棒杆菌）新种发表前应将其模式菌株的培养物存放在一个永久性的保藏机构，并应允许人们从中取得。第7页，共35页，2023年，2月20日，星期四微生物的命名学名：菌种的科学名称。命名原则：双名法（binominalnomenclature)学名=属名+种的加词+（首次定名人）+（现名定名人和鲜明定名年份）----一般省略属名在前，一般用拉丁字名词表示，字首字母大写种名在后，常用拉丁文形容词表示，全部小写第8页，共35页，2023年，2月20日，星期四大肠杆菌：Escherichiacoli(Migula)CastellanietChalmers1919若所分离的菌株只鉴定到属，而未鉴定到种，可用sp来表示.例如Bacillussp第9页，共35页，2023年，2月20日，星期四三名法(trinominalnomenclature)当某种微生物是一个亚种（subspecies,subsp)或变种(variety,var)时，学名就按三名法拼写，即：学名=属名+种名+符名subsp或var+亚种或变种的加词苏云金芽孢杆菌蜡螟亚种Bacillusthuringiensis(subsp)galleria酿酒酵母椭圆变种Saccharimycescerevisiae(var)ellipsoideus第10页，共35页，2023年，2月20日，星期四亚种以下的分类单元亚种（subspeciers）：种的进一步细分，一般指除某一明显而稳定的特征外，其余鉴定特征都与模式种相同的种。其命名方法与三名法相同；变种（variety）：容易引起混乱；型form：曾用作菌株的同义词，现已作废；菌株（strain）：表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯遗传型群体及其一切后代。

任何一个不同来源的纯培养物均可称为某菌种的一个菌株。第11页，共35页，2023年，2月20日，星期四一个物种内遗传多态性的客观反应，其数目几乎是无数的;菌株与克隆的概念相同;在同一菌种的不同菌株间，作为鉴定用的一些主要性状相同，但不作为鉴定用的一些小性状却有很大的差异；某菌发生自发或人工变异后，均应标以新的菌株名称；在菌种保藏、科学研究、发表学术论文时，都应在菌种后标出该菌株的名称；菌株的名称可随意确定，一般可用字母加编号表示。如：EscherichiacoliK12;

E.coliO157:H7第12页，共35页，2023年，2月20日，星期四第二节微生物在生物界的地位生物的界级分类学说：二界系统、三界系统、四界系统、五界系统、六界系统和三域系统三域系统是1978年由C.R.Woese和L.Margulis提出的。所有生物存在一个共同祖先，由它分三条进化路线，就形成了三个域：古细菌域（Archaebacter）、真细菌原界、真核生物原界。内共生学说：原核生物体与宿主细胞难分难解形成了细胞器----线粒体和叶绿体。第13页，共35页，2023年，2月20日，星期四三域学说及其生物进化谱系树第14页，共35页，2023年，2月20日，星期四第三节 各大类微生物的分类系统纲要原核生物分类系统纲要——伯杰氏系统细菌学手册

-----手册把原核生物分为古生菌界和细菌界，它们相当于三域中的两个域。第15页，共35页，2023年，2月20日，星期四《伯杰氏鉴定细菌学手册》(Bergey’sManualofDeterminativeBacteriology)美国宾夕法尼亚大学的细菌学教授伯杰伯杰氏手册是目前进行细菌分类、鉴定的最重要依据，其特点是描述非常详细，包括对细菌各个属种的特征及进行鉴定所需做的实验的具体方法。第16页，共35页，2023年，2月20日，星期四从20世纪80年代末期，该手册改名为：

《伯杰氏系统细菌学手册》(Bergey’sManualofSystematicBacteriology)

1957年第七版后，由于越来越广泛地吸收了国际上细菌分类学家参加编写(如1974年第八版，撰稿人多达130多位，涉及15个国家；现行版本撰稿人多达300多人，涉及近20个国家)，所以它的近代版本反映了出版年代细菌分类学的最新成果，因而逐渐确立了在国际上对细菌进行全面分类的权威地位。第17页，共35页，2023年，2月20日，星期四真菌界分类系统很多，各国采用不同的系统，比较混乱。近年来为较多人接受的是Ainsworth的纲要。

粘菌门（Myxomycota)真菌界鞭毛菌亚门

真菌门（Eumycota)

接合菌亚门

子囊菌亚门担子菌亚门半知菌亚门第18页，共35页，2023年，2月20日，星期四第四节 微生物的鉴定主要步骤：纯化、测定一系列必要的指标、查找权威性鉴定手册鉴定技术的不同水平：细胞的形态和习性细胞组分水平蛋白质水平基因或DNA水平第19页，共35页，2023年，2月20日，星期四（一）形态学特征细胞形态及其染色特性、菌落特征、特殊的细胞结构、运动性、等等微生物分类和鉴定的重要依据之一：易于观察和比较，尤其是真核微生物和具有特殊形态结构的细菌许多形态学特征依赖于多基因的表达，具有相对的稳定性；第20页，共35页，2023年，2月20日，星期四（二）生理生化特征与微生物的酶和调节蛋白质的本质和活性直接相关酶及蛋白质都是基因产物对微生物生理生化特征的比较也是对微生物基因组的间接比较营养类型、酶、代谢产物等；生长温度、与氧、pH、渗透压的关系；宿主种类、与宿主的关系；免疫特性测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多第21页，共35页，2023年，2月20日，星期四（三）核酸的碱基组成和分子杂交特点：与形态及生理生化特性的比较不同，对DNA的碱基组成的比较和进行核酸分子杂交是直接比较不同微生物之间基因组的差异，因此结果更加可信。第22页，共35页，2023年，2月20日，星期四1.DNA的碱基组成(G+Cmol%)DNA碱基因组成是各种生物一个稳定的特征，即使个别基因突变，碱基组成也不会发生明显变化。分类学上，用G+C占全部碱基的克分子百分数(G+Cmol%)来表示各类生物的DNA碱基因组成特征，简称GC比。第23页，共35页，2023年，2月20日，星期四每个生物种都有特定的GC%范围，因此后者可以作为分类鉴定的指标。各大类生物GC比的范围不同，有的很宽，如细菌；有的很窄，如动物。第24页，共35页，2023年，2月20日，星期四GC%测定主要用于对表型特征难区分的细菌作出鉴定，并可检验表型特征分类的合理性，从分子水平上判断物种的亲缘关系。使用原则：G+C含量的比较主要用于分类鉴定中的否定每一种生物都有一定的碱基组成，亲缘关系近的生物，它们应该具有相似的G+C含量，若不同生物之间G+C含量差别大表明它们关系远。但具有相似G+C含量的生物并不一定表明它们之间具有近的亲缘关系。第25页，共35页，2023年，2月20日，星期四同一个种内的不同菌株G+C含量差别应在4～5%以下；同属不同种的差别应低于10～15%；若二个在形态及生理生化特性方面及其相似的菌株，如果其G+C含量的差别大于5%，则肯定不是同一个种，大于15%则肯定不是同一个属。第26页，共35页，2023年，2月20日，星期四80年代以前螺菌属(Spirillum)不同种的G+C含量范围宽达38～66%，后来“伯杰氏手册”(1984)结合其他特征已将其分成三个属：螺菌属、海洋螺菌属Oceanospirillum)和水螺菌属(Aquaspirillum)

它们G+C含量分别为38%、42～51%和49～66%；第27页，共35页，2023年，2月20日，星期四过去根据形态学特征曾认为微球菌属(Micrococcus)和葡萄球菌属(Staphylococcus)是关系很近的两个属，因而长期放在一个科内，由于G+C含量的差异(分别为30～38%和64～75%)表明它们亲缘关系相当远，现在根据16SrRNA序列资料已进行新的调整。第28页，共35页，2023年，2月20日，星期四2.核酸的分子杂交不同生物DNA碱基排列顺序的异同直接反映生物之间亲缘关系的远近，碱基排列顺序差异越小，它们之间的亲缘关系就越近，反之亦然。直接分析比较DNA的碱基排列顺序------由于技术上的困难目前尚难以普遍地进行；核酸分子杂交(hybridization)间接比较不同微生物DNA碱基排列顺序的相似性。第29页，共35页，2023年，2月20日，星期四定义：

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，以构建新的杂合双链核的技术，称为核酸杂交。基本原理：

具有一定同源性的两条核酸单链在一定条件下（适宜的温度及离子强度等）可按碱基互补原则形成双链，此杂交过程是高度特异的。杂交分子的形成并不要求两条单链的碱基顺序完全互补，所以不同来源的核酸单链只要彼此之间有一定程度的互补顺序（即某种程度的同源性）就可以形成杂交双链。第30页，共35页，2023年，2月20日，星期四分子杂交可在DNA与DNA、RNA与RNA或RNA与DNA的二条单链之间进行。用分子杂交进行定性或定量分析的最有效方法是将一种核酸单链用同位素或非同位素