中农大环境微生物学课件第8章 微生物的分类和鉴定

第8章微生物的分类和鉴定第一节通用分类单元第二节

微生物在生物界的地位第三节

微生物分类鉴定的方法分类单元(taxon)又称分类单位。

界Kingdom(拉：Regnum)

门Phylum(拉：Phylum)

纲Class(拉:Classis)

目Order(拉:Ordo)

科Family(拉:familia)

属Genus(拉:Genus)

种Species(拉:Species)第一节通用分类单元在以上7个主要级别中，各级都可补充若干辅助单元，包括“亚”、“超”、“族”等。微生物种(species)的概念：是一个基本分类单元，是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近、与同属内的其他物种有着明显差异的一大群菌株的总称。随着分子生物学技术的飞速发展，微生物种的划分可以建立在基因组的精确基础上。典型菌株(typestrain模式种)在微生物中，一个种只能用该种内的一个典型菌株当作它的具体代表，此典型菌株就成了该种的模式种或模式标本。在微生物学中，“种”是一个抽象的概念，只有该种的许多典型性状的模式菌株才是具体的“种”在Bifidobacteriumbifidum(两歧双歧杆菌)的大量菌株中，只有“ATCC29521”菌株才是模式种。新种：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。发表时，应在其学名后附上“sp.nov”.“Corynebacteriumpekinensesp.NovAS1.299”是我国学者自行筛选到的谷氨酸发酵菌种在正式发表时名称。新种发表前，其模式菌株的培养物应存放于永久性可靠的菌种保藏机构，并允许研究人员取得该菌种。种的分类地位举例界：细菌界(域)(Bacteria)

门：变形菌门(Proteobacteria)

纲：γ-变形菌纲(Zymobacteria)

目：肠杆菌目(Enterobacteriales)

科：肠杆菌科(Enterobacteriaceae)

属：埃希氏菌属(Escherichia)

种：大肠埃希氏菌(E.coli)大肠埃希氏菌(Escherichia.coli)域：真核域(Eukarya)

界：动物界(Animalia)

门：脊索动物门(Chordata)

亚门：脊椎动物亚门(Vertebrata)

纲：哺乳纲(Mammalia)

亚纲：真兽亚纲(Eutheria)

目：灵长目(Primates)

科：人科(Hominidae)

属：人属(Homo)

种：智人种(Homosapienssapiens)学名地区性的俗名(commonname)：大众化和简明等优点，但往往涵义不够确切。如结核杆菌(tuberclebacillus)是Mycobacteriumtuberculosis(结核分枝杆菌)的俗名学名(scientificname)：是某一菌种的科学名称，是按“国际命名法规”进行命名并受国际学术界公认的通用正式名称。物种的学名是用拉丁词或拉丁化的词组成的，学名应排斜体双名法(binominalnomenclature)一个物种的学名由前面一个属名(genericname)和后面一个种名加词(specificepithet)两部分组成。属名的词首须大写，种名加词的字首须小写。

学名=属名+种名加词

排斜体字

例1大肠埃希氏菌（简称“大肠杆菌”）

Escherichiacoli

例2枯草芽孢杆菌（简称“枯草杆菌”）

Bacillussubtilis三名法(trinominalnomenclature)当某种微生物是一个亚种(subspecies,简称“subsp”)或变种(variety,简称“var”)时，学名按三名法拼写

学名=属名+种名加词+符号subsp或var+亚种或变种的加词

排斜体排正体(可省略)排斜体(不可省略)苏云金芽孢杆菌蜡螟亚种

Bacillusthuringiensis(subsp)galleria酿酒酵母椭圆变种(椭圆酿酒酵母)

Saccharomycescerevisiae(var)ellipsiedeus属名：表示微生物主要特征的名词或用作名词的形容词，单数，第一个字母应大写。其词源来自拉丁词、希腊词或其他拉丁化的外来词。Lactobacillus(乳杆菌属)就是由两个拉丁词干组成，Shigella(志贺氏菌属)由拉丁化的日本姓氏组成。当前后有两个或更多的学名连排在一起时，若它们的属名相同，则后面的一个或几个属名可缩写成一个、两个或三个字母，在其后加上一个点。Bacillus(芽孢杆菌属)缩写成“B.”或“Bac.”Pseudomonas(假单胞菌属)缩写成“P.”或“Ps.”Aspergillus(曲霉属)缩写成“A.”或“Asp.”种名加词：代表一个物种的次要特征，与属名一样，种名加词也由拉丁词、希腊词或拉丁化的外来词组成，字首一律小写。研究中如果筛选到一株或一批菌种，属名已确定，但种名还未确定。这时学名中的种名加词可以暂时用“sp.”(正体,species单数)或“spp.”(正体,species复数)“Bacillussp.”可译为“一种芽孢杆菌”，而“Bacillusspp.”可译为“若干种芽孢杆菌”或“一批芽孢杆菌”。菌株：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。一种微生物的每一不同来源的纯培养物均可称为某一菌种的一个菌株。①菌株是一个物种内遗传多态性的客观反映，其数目是无数的②菌株这一名词强调的是遗传型纯的谱系③菌株与克隆的概念相同

④同一菌种的不同菌株间，作为鉴定用的一些主要性状相同，但一些“小”性状可能差异很大

⑤在进行菌种保藏、科研时，在进行学术交流时，必须在菌种后标出该菌株的名称。

⑥菌株的名称可以随意确定，一般可用字母加编号表示举例：大肠埃希氏菌的两个菌株

EscherichiacoliK12(最常用的E.coli菌株)

E.coliO-157:H7(致病性E.coli，O与H代表其抗原特征)枯草芽孢杆菌的两个菌株

BacillussubtilisAS1.398(蛋白酶生产菌)

B.subtilisBF7658(α淀粉酶生产菌种)第二节

微生物在生物界的地位随着人们对微生物认识的逐步深化，生物的分界历经两界、三界、四界、五界甚至六界，最后又提出“三域”学说。R.H.Whittaker的五界系统示意图三域学说(ThreeDomainsTheory)根据微生物和其他生物的16S和18SrRNA的寡核苷酸序列所建立的新分类系统称为三域学说，由美国的C.R.Woese在20世纪70年代初提出的。三个域是指细菌域(Bacteria)、古生菌域(Archaebacteria)和真核生物域(Eukarya)，与以往其他系统最大的差别是把原核生物分成了两个有明显区别的域，并与真核生物起构成整个生命世界的三个域。三域学说及其生物进化谱系树BacteriaArchaeaEukaryaSomemajorphylaofBacteriabasedon16SribosomalRNAgenesequencecomparisonsPhyla门细菌中已知的门超过80个来源：实验室纯培养、rRNA序列分析实验室纯培养得到的门themostancientphylum极端嗜热氢氧化菌Earlyphyla也有一些嗜热种光合细菌光合细菌多样性最多的一个门通过系统发育分析古菌分为两个门：

Euryarchaeota(广古菌)和Crenarchaeota(泉古菌)PhylogenetictreeoftheArchaeabasedon16SrRNAgenesequencecomparisons大多数极端嗜热菌(最适温度超过80℃)为泉古菌，其中大部分为化能自养菌。厌氧嗜热嗜盐根据16SrRNA序列绘制的古生菌系统发育树第三节微生物分类鉴定的方法细胞形态和习性水平：形态、运动、营养细胞组分水平：细胞壁、脂类、光合色素蛋白质水平：氨基酸序列分析核酸水平：G+Cmol%值，核酸分子杂交，16S或18SrRNA寡核苷酸序列分析菌种鉴定的基本步骤：获得微生物的纯培养物测定一系列必要的鉴定指标查找权威性的菌种鉴定手册经典方法(纯培养)经典鉴定指标形态生理、生化反应生态特性：生长温度、与氧、pH、渗透压的关系，与宿主关系等个体：细胞形态、大小、排列、运动性、特殊构造和染色反应等群体：菌落形态，在半固体或液体培养基中的生长状态营养要求：能源、碳源、氮源、生长因子酶：产酶种类和反应特性等代谢产物：种类、产量、颜色和显色反应等对药物的敏感性生活史，有性生殖情况血清学反应对噬菌体的敏感性其他目前细菌鉴定的权威手册是《伯杰氏系统细菌学手册》(Bergey’sManualofSystematicBacteriology)。该手册集国际学术界的权威学者不断地集体修订，成了各国微生物分类学界公认的经典佳作。现代方法核酸分析DNA碱基比例的测定：GC值(GCvalue)

核酸分子杂交rRNA核苷酸序列分析DNA碱基比例的测定①亲缘关系近的种，GC比接近，但

反之不成立②GC比差距大，亲缘关系远③种内GC比差别在2.5~4%之间

大于5%可认为不同种

超过10%可认为是不同的属核酸分子杂交DNA-DNADNA-rRNArRNA-rRNA采用人工的方法对两条不同来源的单链核酸进行复性，重新构建一条新的杂合双链核酸的技术，称为核酸杂交。比GC比更细致、精确DNA-DNA当一群GC比5%以内的菌株进行鉴定时，必须通过DNA-DNA分子杂交DNA-DNA杂交同源性超过60%，为同种DNA-DNA杂交同源性超过70%，为同亚种DNA-DNA杂交同源性在20~60%，为同属16SrRNA核苷酸序列分析在约38亿年的生物进化历史中，rRNA始终执行着相同的生理功能，因此其核苷酸序列的变化比DNA中的相应变化慢得多和保守得多。它们普遍存在于一切细胞内生理功能稳定(functionallyconstant)保守