微生物的分类和鉴定专业知识讲座

微生物的分类和鉴定专业知识讲座微生物的分类和鉴定专业知识讲座第1页2什么是微生物分类学(microbialtaxonomy):按照微生物亲缘关系将其安排成条理清楚各种分类单元和分类群科学

微生物分类目标把各种微生物按照它们亲缘关系分群归类，排成系统，方便于大家对微生物进行判定和交流微生物的分类和鉴定专业知识讲座第2页3生物界分类地球上物种预计大约有150万，其中微生物超出10万种，而且其数目还在不停增加。在生物进化历史过程中演化形成生物种类和种群多样性。生物分类就是经过硕士物系统发育及其进化历史，揭示各类生物多样性及其系统关系，编制分类系统，还原生物自然历史位置。微生物的分类和鉴定专业知识讲座第3页★微生物分类学三个任务：分类、判定及命名☆分类是依据微生物相同性和亲缘关系，将微生物归入不一样分类类群。☆判定是确定一个新分离物属于已经确认分类单元过程。☆命名是依据国际命名法规给微生物分类单元以科学名称。微生物的分类和鉴定专业知识讲座第4页第一节：通用分类单元

一、种以上系统分类单元界、门、纲、目、科、属、种种是最基础分类单位每一分类单位之后可有亚门、亚纲、亚目、亚科...微生物的分类和鉴定专业知识讲座第5页6界门纲目科属种微生物的分类和鉴定专业知识讲座第6页种（species）：是一个基础分类单位；是一大群表型特征高度相同、亲缘关系极其靠近，与同属内其它种有显著差异菌株总称。菌株（strain）:表示任何由一个独立分离单细胞繁殖而成纯种群体及其一切后代（起源于共同祖先并保持祖先特征一组纯种后代菌群）。所以，一个微生物不一样起源纯培养物均可称为该菌种一个菌株。菌株强调是遗传型纯谱系。比如：大肠埃希氏杆菌两个菌株：EscherichiacoliB和EscherichiacoliK12★菌株表示法：★种是分类学上基础单位，菌株是实际上应用基础单位，因为同一菌种不一样菌株在产酶上种类或代谢物产量上会有很大不一样和差异！微生物的分类和鉴定专业知识讲座第7页新种（speciesnova，sp.nov或novsp.）是指权威性分类、判定手册中从未记载过一个新分离并判定过微生物。当发觉在按《国际命名法规》对它命名并在要求学术刊物上发表时，应在其学名后附上“sp.nov”符号。在新种发表前，其模式菌株培养物就应存放在一个永久性可靠菌种保藏机构中，并允许研究人员取得该菌种。

中国希瓦氏菌Shewanellacinicasp.nov.（许玫英等，微生物学报，，44(5):561-566）微生物的分类和鉴定专业知识讲座第8页以啤酒酵母为例，它在分类学上地位是：界(Kindom)：真菌界门(Phyllum)：真菌门纲(Class)：子囊菌纲目(Order)：内孢霉目科(Family)：内孢霉科属(Genus)：酵母属种(Species)：啤酒酵母微生物的分类和鉴定专业知识讲座第9页学名—是微生物科学名称，它是按照相关微生物分类国际委员会确定法则命名。学名由拉丁词、或拉丁化外来词组成。学名命名有双名法和三名法两种。①双名法：学名=属名+种名加词+（首次定名人）+现定名人+定名年份属名：拉丁文名词或用作名词形容词，单数，首字母大写，表示微生物主要特征，由微生物结构，形状或由科学家命名。种名：拉丁文形容词，字首小写，为微生物次要特征，

如微生物色素、形状、起源或科学家姓名等。二、微生物命名必要，用斜体表示可省略，用正体字微生物名字有俗名和学名两种。如：红色面包霉———粗糙脉孢霉绿脓杆菌———铜绿假单胞菌微生物的分类和鉴定专业知识讲座第10页例：大肠埃希氏杆菌

Escherichiacoli（Migula）CastellanietChalmers1919

金黄色葡萄球菌

StaphylococcusaureusRosenbach1884◆当泛指某一属微生物，而不特指该属中某一个（或未定种名）时，可在属名后加sp.或ssp.（分别代表species缩写单数和复数形式）比如：Saccharomycessp.

表示酵母菌属中一个种。华癸根瘤菌

Rhizobiumhuakuii

Rhizobiumhuakuii，Chen1991

微生物的分类和鉴定专业知识讲座第11页◆菌株名称——在种名后面自行加上数字、地名或符号等，如：BacillussubtilisAS1.389AS=AcademiaSinica

BacillussubtilisBF7658

ClostridiumacetobutylicumATCC824丙酮丁醇梭菌ATCC＝AmericanTypeCultureCollection美国模式菌种保藏中心◆当文章中前面已出现过某学名时，后面可将其属名缩写成1~3个字母。如：Escherichiacoli可缩写成E.coliStaphylococcusaureus可缩写成S.aureus②三名法：用于对亚种命名，这时在属和种名后加写一个subsp.，然后再附上亚种名称（斜排体）。如：

Bacillusthuringiensissubsp.galleria

苏云金芽孢杆菌腊螟亚种

微生物的分类和鉴定专业知识讲座第12页第二节微生物在生物界地位

在人类发觉微生物并对它们进行较深入研究之前，只能把一切生物简单地分成似乎截然不一样两大界——动物界和植物界；从19世纪中期起，伴随大家对微生物认识逐步深化，生物分界就历经三界、四界、五界甚至六界等过程，最终又提出了一个崭新“三域”学说。

微生物的分类和鉴定专业知识讲座第13页★从两界系统经历过三界系统、四界系统、五界系统甚至六界系统，最终又有了三原界（或三总界）系统。★传统、为多数学者所接收是1969年魏塔克（R.H.Whittaker）在《Science》上提出五界学说，它以纵向显示从原核生物到真核单细胞生物再到真核多细胞生物三大进化过程。生物界级分类学说微生物的分类和鉴定专业知识讲座第14页15三域学说:细菌域、古生菌域、真核生物域。主要特点比较见表10-3。微生物的分类和鉴定专业知识讲座第15页1Bergey氏原核生物分类系统纲要

《伯杰氏系统细菌学手册》(Bergey’sManualofSystematicBacteriology)伯杰氏手册是当前进行细菌分类、判定最主要依据，其特点是描述非常详细，包含对细菌各个属种特征及进行判定所需做试验详细方法。年分5卷陆续发行。（1994第9版）2真菌分类系统真菌界分类系统很多，各国采取不一样系统，比较混乱。多年来为较多人接收是Ainsworth纲要（P343）。第三节各大类微生物分类系统纲要微生物的分类和鉴定专业知识讲座第16页第四节：微生物分类判定方法5个水平：细胞形态与习性水平。细胞组分化学水平。蛋白水平。核酸水平。数学统计学或计算生物学水平。微生物的分类和鉴定专业知识讲座第17页一、微生物分类判定中经典方法

生物分类传统指标：形态学特征、生理、生化特征、生态学特征、生活史、血清学反应、对噬菌体敏感性，其它。它们从不一样层次(细胞、分子)，用不一样学科(化学、物理学、遗传学、免疫学、分子生物学等)技术方法来研究和比较不一样微生物细胞、细胞组分或代谢产物，从中发觉反应微生物类群特征资料。在当代微生物分类中，任何能稳定地反应微生物种类特征资料，都有分类学意义，都能够作为分类判定依据。

微生物的分类和鉴定专业知识讲座第18页形态学特征、生理学特征、生态学特征

生物分类传统指标：☆1、形态学特征培养特征、运动性、特殊细胞结构、细胞形态及其染色特征、等等微生物分类和判定主要依据之一：a）易于观察和比较，尤其是真核微生物和含有特殊形态结构细菌；b）许多形态学特征依赖于多基因表示，含有相对稳定性；微生物的分类和鉴定专业知识讲座第19页☆2、生理生化特征与微生物酶和调整蛋白质本质和活性直接相关；代谢产物等营养类型；与氧关系；对温度适应性；对pH适应性；对渗透压适应性；酶及蛋白质都是基因产物；对微生物生理生化特征比较也是对微生物基因组间接比较；测定生理生化特征比直接分析基因组要轻易得多；微生物的分类和鉴定专业知识讲座第20页常借助特异性血清学反应来确定未知菌种、亚种或菌株。★生态特征包含在自然界分布情况，与其它生物有否寄生或共生关系,宿主种类及与宿主关系,有性生殖情况,生活史等。★生活史★对噬菌体敏感性★血清学反应微生物的分类和鉴定专业知识讲座第21页3、微生物快速判定和自动化分析技术微量多项试验判定系统（简易诊检技术，数码分类判定法）：针对微生物生理生化特征，配制各种培养基、反应底物、试剂等，分别微量(约0.1ml)加入各个分隔室中(或用小圆纸片吸收)，冷冻干燥脱水或不干燥脱水，各分隔室在同一塑料条或板上组成检测卡。试验时加入待检测某一个菌液，培养2-48小时，观察判定卡上各项反应，按判定表判定试验结果，用此结果编码，查检索表(依据数码分类判定原理编制成)，得到判定结果，或将编码输入计算机，用依据数码分类判定原理编制软件判定，打印出结果。微生物的分类和鉴定专业知识讲座第22页API细菌数值判定系统‘Enterotube’系统‘Biolog’全自动和手动细菌判定系统微生物的分类和鉴定专业知识讲座第23页24微生物判定系统及其反应原理系统反应分析阳性结果显示系统例子pH基础反应（多为15～24hr）碳源利用pH指示剂颜色改变；碳源产酸、氮源产碱API;Crystal;VITEK;MicroScan酶谱（多为2～4hr）微生物已经有酶无色复合物被适当酶水解时，色源/荧光源释放引发颜色改变MicroScan;IDS(Remel)碳源利用有机产物因转移电子至无色四氮唑标识碳源使染料变为紫色Biolog挥发或非挥发酸检测细胞脂肪酸以检测代谢产物为基础层析技术，与数据库中资料相比较MIDI生长可见检测不一样底物微生物利用某一底物产生浊度酵母样菌判定微生物的分类和鉴定专业知识讲座第24页核酸碱基组成和分子杂交特点：与形态及生理生化特征比较不一样，对DNA碱基组成比较和进行核酸分子杂交是直接比较不一样微生物之间基因组差异，所以结果愈加可信。（1）DNA碱基组成(G+Cmol%)DNA碱基因组成是各种生物一个稳定特征，即使个别基因突变，碱基组成也不会发生显著改变。分类学上，用G+C占全部碱基克分子百分数(G+Cmol%)来表示各类生物DNA碱基因组成特征。二、微生物分类判定中当代方法

微生物的分类和鉴定专业知识讲座第25页◆每个生物种都有特定GC%范围，因今后者能够作为分类判定指标。细菌GC%范围为25--75%，改变范围最大，所以更适合于细菌分类判定。微生物的分类和鉴定专业知识讲座第26页◆GC%测定主要用于对表型特征难区分细菌作出判定，并可检验表型特征分类合理性，从分子水平上判断物种亲缘关系。使用标准：G+C含量比较主要用于分类判定中否定每一个生物都有一定碱基组成，亲缘关系近生物，它们应该含有相同G+C含量，若不一样生物之间G+C含量差异大表明它们关系远。但含有相同G+C含量生物并不一定表明它们之间含有近亲缘关系。微生物的分类和鉴定专业知识讲座第27页同一个种内不一样菌株G+C含量差异应在4～5%以下；同属不一样种差异应低于10～15%；G+C含量已经作为建立新微生物分类单元一项基础特征，它对于种、属甚至科分类判定有主要意义。若二个在形态及生理生化特征方面及其相同菌株，假如其G+C含量差异大于5%，则必定不是同一个种，大于15%则必定不是同一个属。在疑难菌株判定、新种命名、建立一个新分类单位时，G+C含量是一项主要，必不可少判定指标。其分类学意义主要是作为建立新分类单元一项基础特征和把那些G+C含量差异大种类排除出某一分类单元。G+C含量比较主要用于分类判定中否定微生物的分类和鉴定专业知识讲座第28页(2)核酸分子杂交不一样生物DNA碱基排列次序异同直接反应生物之间亲缘关系远近，碱基排列次序差异越小，它们之间亲缘关系就越近，反之亦然。核酸分子杂交(hybridization)间接比较不一样微生物DNA碱基排列次序相同性a）DNA-DNA杂交；（亲缘关系相对近微生物之间亲缘关系比较）b）DNA-rRNA杂交；（亲缘关系相对远微生物之间亲缘关系比较）c）核酸探针；（利用特异性探针，用于细菌等快速判定）微生物的分类和鉴定专业知识讲座第29页302.核酸分子杂交法遗传分类法微生物的分类和鉴定专业知识讲座第30页314