第十二章 微生物的进化、系统发育和分类鉴定(14级期末总结用)

第十二章

微生物的进化、系统发育和分类鉴定本章主要内容第一节

进化的测量指征第二节细菌分类第三节微生物分类鉴定的特征和技术第四节微生物的快速鉴定和自动化分析技术2.作为进化标尺的生物大分子的选择原则1）该分子广泛分布在所需研究的类群;2）该分子在每种生物中功能相同;3）为了鉴定大分子序列的同源位置或同源区，要求该分子序列必须能严格线性排列，以便进行进一步的分析比较；4）该分子上序列的改变（突变）频率应与进化的测量尺度相适应。大量的资料表明：功能重要的大分子、或者大分子中功能重要的区域，比功能不重要的分子或分子区域进化变化速度低。第一节进化的测量指征一、进化指征的选择二、RNA作为进化的指征在蛋白质、RNA和DNA等生物大分子中，最适合于揭示各类生物亲缘关系的是rRNA（甚至被人称为“活化石”），尤其是16SrRNA（真核生物其同缘分子是18SrRNA)。16SrRNA被普遍公认为是一把好的谱系分析的“分子尺”：1）rRNA具有重要且恒定的生理功能；2）在16SrRNA分子中，既含有高度保守的序列区域，又有中度保守和高度变化的序列区域，因而它适用于进化距离不同的各类生物亲缘关系的研究；3）16SrRNA分子量大小适中，便于序列分析；4）rRNA在细胞中含量大(约占细胞中RNA的90%)，也易于提取；5）16SrRNA普遍存在于真核生物和原核生物中(真核生物中其同源分子是18SrRNA)。因此它可以作为测量各类生物进化的工具。第一节进化的测量指征建立16SrRNA系统发育树的意义a）使生物进化的研究范围真正覆盖所有生物类群；b）提出了一种全新的正确衡量生物间系统发育关系的方法；c）对探索生命起源及原始生命的发育进程提供了线索和理论依据；d）突破了细菌分类仅靠形态学和生理生化特性的限制，建立了全新的分类理论；e）为微生物生物多样性和微生物生态学研究建立了全新的研究理论和研究方法，特别是不经培养直接对生态环境中的微生物进行研究。第一节进化的测量指征三、rRNA和系统发育树第二节细菌分类分类是认识客观事物的一种基本方法。我们要认识、研究和利用各种微生物资源也必须对它们进行分类。从广义上讲，分类学涉及三个相互依存又有区别的组成部分：分类、命名、鉴定微生物分类学(microbialtaxonomy：研究微生物分类理论和技术方法的学科。

命名(nomenclature)：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)

鉴定(identification或determination)：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)

分类(classification)：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）常用的细菌分类学术语：2）菌株(strain)：从自然界中分离得到的任何一种微生物的纯培养物都可以称为微生物的一个菌株；用实验方法（如通过诱变）所获得的某一菌株的变异型，也可以称为一个新的菌株，以便与原来的菌株相区别。菌株是微生物分类和研究工作中最基础的操作实体微生物种的定义基因型种：基因组DNA杂交同源性在60-70%以上；或者16SrRNA序列同源性