微生物的分類第1頁/共30頁微生物分類：是按M的親緣關(guān)系相似程度把M歸入各分類單元或分類群（taxon），以得到一個(gè)反映M進(jìn)化的自然分類系統(tǒng)，可供鑒定用的檢索表以及可給出符合邏輯的名稱的命名系統(tǒng)。任務(wù)：分類（classification），鑒定（identification）與命名（namenclature）步驟：（獲得純培養(yǎng)物后）

1.據(jù)形態(tài)特征鑒別其屬于哪一大類（B，A，Y，M）。

2.據(jù)其生理生化特征，生態(tài)特征，免疫特征和遺傳特征等。借助于檢索表或鑒定手冊來依次確定是屬于哪個(gè)目，科，屬，種。

3.最后與該種的模式種加以比較并命名。第2頁/共30頁第一節(jié)微生物的分類單元微生物的分類單元也是種。微生物種——是顯示高度相似性，親緣關(guān)系極其接近，與其他種有明顯差異的一群菌株的總稱。具體分類時(shí)，常用一個(gè)被指定的，能代表這個(gè)種群的模式菌株或典型菌株（typestain）作為該種的模式種來定種。第3頁/共30頁一、種以上的分類單元二、種以下的分類單元㈠亞種（Subspecies,subsp,ssp.）㈡變種（Variety,var.）㈢型（form）㈣菌株（strain），又稱品系㈤培養(yǎng)物（culture）㈥居群（population）（群體、種群、群叢）第4頁/共30頁目前正式分類單元非正式分類單元超綱亞綱亞目亞科族亞族域（Domain）界（Kingdom）門（Phylum或Division）綱（Class）目（Order）科（Family）屬（Genus）種（Species）亞種（Subspecies）群、組、系種型、居群、菌株、培養(yǎng)物亞種第5頁/共30頁㈠亞種（Subspecies,subsp,ssp.）——是種的進(jìn)一步細(xì)分的單元，一般是指在某一個(gè)特征上與模式種有明顯而穩(wěn)定差異的菌株。例：金黃色葡萄球菌的厭氧亞種Staphylococcusaureassubsp.anaerobius㈡變種（Variety,var.）（一般認(rèn)為是亞種的同義詞，現(xiàn)不主張使用）例：蠟狀芽孢桿菌的熒光變種Bacilluscereusvar.fluorescens產(chǎn)黃綠色熒光色素。㈢型（form）（曾用作菌株的同義詞，現(xiàn)已廢除，僅作若干變異型的后綴）。例：生物變異型（biovar），形態(tài)變異型（morphovar），致病變異型（pathovar），噬菌變異型（phagevar）血清變異型（serovar）等。㈣菌株（strain），又稱品系：一個(gè)菌株是指由一單細(xì)胞繁衍而來的克隆或無性繁殖系中的一個(gè)M或M群體。第6頁/共30頁㈣菌株菌株實(shí)為一個(gè)物種內(nèi)遺傳多態(tài)性的客觀反應(yīng)，幾乎是無數(shù)的；菌株強(qiáng)調(diào)的是遺傳型，因此，一旦菌株發(fā)生突變，遺傳重組，均應(yīng)標(biāo)新菌株名；菌株與克隆的（即無性繁殖系）的概念相同；同一種不同株之間，作為分類鑒定的主要性狀雖相同，但作為非鑒定用的“小”性狀可以有很大差異。（如：生化性狀，代謝產(chǎn)物，和產(chǎn)量性狀）菌株的名稱都放在學(xué)名后面（見后），可隨意用字母，符號(hào)，編號(hào)或混合型等方式自作決定。第7頁/共30頁一些菌株EscherichiacoliK12大腸桿菌K12菌株E.coliO-157：H7致病性大腸桿菌（O、H表示抗原特征）EscherichiacoliB大腸桿菌B菌株BacillussubtilisAS1.398蛋白酶高產(chǎn)的枯草桿菌BacillussubtilisBF7658α-淀粉酶高產(chǎn)的枯草桿菌CorynebacteriumpekinenseAS1.299

谷氨酸高產(chǎn)的北京棒桿菌BifidobacteriumbifidumATCC29521

雙歧雙歧桿菌的一個(gè)模式菌株ATCC－(Americantypeculturecollection

)AS－中國科學(xué)院（AcademiaSinica）BF－北京紡織工業(yè)局科學(xué)研究所第8頁/共30頁㈤培養(yǎng)物（culture）：是指一定時(shí)間一定空間內(nèi)微生物細(xì)胞群或生長物。㈥居群（population）（群體、種群、群叢）：是指一定空間中同種個(gè)體的組合。每一個(gè)物種在自然界中的存在，都有一定空間結(jié)構(gòu)，在其分散的、不連續(xù)的居住場所或分布區(qū)域內(nèi)，形成不同的群體單元，這些群體單元稱為～。第9頁/共30頁第二節(jié)微生物的命名俗名(commonname，vernacularname)是通俗的名字，簡潔易懂，記憶方便，但它的涵義往往不夠確切，且有使用范圍和地區(qū)性等方面的限制。（區(qū)域性）學(xué)名（scientificname）M的科學(xué)名稱，按照有關(guān)M分類的國際委員會(huì)擬定的法則命名的。由拉丁詞，希臘詞或拉丁化的外來詞組成。（國際上統(tǒng)一使用）第10頁/共30頁一、雙名法

屬名+種的加詞+（首次定名人）+現(xiàn)名定名人+定名年份（必要，用斜體排字）（可省略，均用正體排字）

⑴每一種M的學(xué)名由兩個(gè)拉丁字，希臘字或拉丁化了的其它文字組成；

⑵屬名在前，用名詞，字首字母大寫，種名在后，用形容詞，字首字母小寫。（種屬名需斜體）。

⑶屬名規(guī)定了M的主要特征，如形態(tài)特征，生理特征或科學(xué)家的名字等，種名補(bǔ)充說明M的次要特征，如顏色，形狀，用途等。

⑷附加部分：①命名者的姓：種名之后，一般可省。②改名：首次定名（加括號(hào)），現(xiàn)定名人，定名年份③新種：在學(xué)名之后附sp.nov.例：Methanobacteriumespanolae

sp.nov.埃斯帕諾拉甲烷桿菌新種。⑸種名難以確定時(shí)，一般用sp或spp表示，其中sp.表示一種，spp.表示若干種。例：Methanobrevibactersp.一種甲烷桿菌Methanobrevibacterspp.若干甲烷桿菌第11頁/共30頁二、三名法——對(duì)亞種的命名屬名+種名subsp.亞種+附加部分例：Fusbacteriumnecrophorumsubsp.funduliforme壞死梭桿菌臘腸狀亞種。第12頁/共30頁第三節(jié)微生物的分類依據(jù)和方法M的分類依據(jù)：形態(tài)特征，生理生化特征，生態(tài)特征，抗原特征，遺傳特征，化學(xué)分類特征等。第13頁/共30頁一、常規(guī)分類法

㈠形態(tài)特征

⒈個(gè)體形態(tài)特征⒉群體形態(tài)特征（培養(yǎng)特征）①平板菌落特征②液體培養(yǎng)特征

㈡生理生化特征

⒈對(duì)營養(yǎng)或生長基質(zhì)的要求。⒉代謝反應(yīng)⒊抗逆性：對(duì)phage，抗生素，染料和化學(xué)藥品等抗M因子的反應(yīng)。

㈢生態(tài)特征：包括M的天然環(huán)境以及與M生活關(guān)連的環(huán)境因子。

⒈氧氣；⒉溫度；⒊pH；⒋鹽度；⒌與其他生物之間的相互關(guān)系。㈣抗原特征（即免疫關(guān)系）用于免疫分類鑒定的抗原主要有表面抗原、菌體抗原、菌毛抗原。第14頁/共30頁二、遺傳特征分類法㈠DNA（G+C）mol%值㈡核酸雜交㈢rRNA寡核苷酸分類目錄㈣微生物全基因組序列的測定第15頁/共30頁㈠DNA（G+C）mol%值其測定方法：Tm法說明：

①（G+C）mol%值相差超過5%——屬不同種（且菌株之間相差2.5~4%，小于2%則無意義）②（G+C）mol%值相差超過10%——不同屬③（G+C）mol%值相差越遠(yuǎn)——親緣關(guān)系越遠(yuǎn)注意：

親緣關(guān)系很近的M，其（G+C）mol%值一定很近；反之成立嗎？第16頁/共30頁㈡核酸雜交

1.定義：按堿基的互補(bǔ)配對(duì)原理，用人工方法對(duì)兩條不同來源的單鏈核酸進(jìn)行復(fù)性（即退火），以構(gòu)建新的雜合雙鏈核酸的技術(shù)。2.分類：DNA—DNA分子雜交；DNA—rRNA分子雜交；rRNA—rRNA分子雜交。3.以DNA—DNA分子雜交為例⑴原理：根據(jù)DNA分子解鏈的可逆性和堿基配對(duì)的專一性，將待測的不同來源的DNA在體外加熱，使其解鏈，并在合適條件下使互補(bǔ)的堿基重新配對(duì)，然后測定雜交百分率。(以同源%or堿基相似性%表示)。%↑——兩者間堿基順序的同源性↑（親緣關(guān)系接近）第17頁/共30頁（DNA-DNA雜交一般用于測定有密切關(guān)系（種或種內(nèi)）微生物間的相似性；DNA-rRNA分子雜交用于檢查關(guān)系較遠(yuǎn)的微生物間的相似性。）說明：一般70％以上――種20％以上――屬第18頁/共30頁㈢rRNA寡核苷酸分類目錄

定義：一種通過分析原核或真核細(xì)胞中最穩(wěn)定的rRNA寡核苷酸序列同源性程度，以確定不同生物間的親緣關(guān)系和進(jìn)化譜系的方法。1.選用16SrRNA或18SrRNA進(jìn)行分類的主要原因：它的一級(jí)結(jié)構(gòu)極其保守，但其中同時(shí)又有可變區(qū)段，所以在親緣關(guān)系近和遠(yuǎn)的M分類中都非常有用；分子量不大不?。ɡ?6SrRNA為1540個(gè)核苷酸），且信息量大，易于分析。其他原因：起源古老，分布普遍，在各類M（尤其是細(xì)菌）的寬廣范圍內(nèi)有著等同的重要功能，易于大量提取等。第19頁/共30頁

2.基本原理用一種RNA酶水解rRNA后，可產(chǎn)生一系列寡核苷酸片斷，如果兩種或兩株微生物的親緣關(guān)系越近，則其所產(chǎn)生的寡核苷酸片斷的序列也越接近，反之亦然。第20頁/共30頁

3.實(shí)驗(yàn)方法（以16SrRNA為例）：⑴用T1核糖核酸酶水解（32P標(biāo)記的）16SrRNA得一系列長度不一的寡核苷酸片段。⑵水解產(chǎn)物雙向電泳。⑶利用放射自顯影技術(shù)獲得16SrRNA寡核苷酸的指紋。⑷對(duì)6個(gè)核苷酸以上的寡核苷酸進(jìn)行序列分析，并按長度將分析結(jié)果編成分類目錄。⑸最后按照目錄比較對(duì)偶（兩個(gè)被測M）間的相似性，即可知道比較對(duì)偶間的親緣關(guān)系。

以相似系數(shù)SAB表示其中：

NAB—A、B對(duì)偶所共有的寡聚物中的核苷酸數(shù)。NA和NB是寡聚物中的核苷酸總數(shù)。第21頁/共30頁三、化學(xué)特征分類法⒈全細(xì)胞水解液的糖型⒉CW化學(xué)成分⒊脂肪酸組成⒋分支菌酸⒌磷脂⒍醌⒎多胺分析⒏可溶蛋白質(zhì)譜第22頁/共30頁四、數(shù)值分類法定義：是根據(jù)數(shù)值分析，借助計(jì)算機(jī)將擬分類的M按其性狀的相似度歸類的方法㈠數(shù)值分類的原則⑴根據(jù)盡可能多的性狀分類，以揭示分類單位間的真實(shí)關(guān)系；⑵分類時(shí)視每個(gè)性狀為同等重要，以避免分類者的主觀偏見，使結(jié)果比較客觀，明確而且可以重復(fù)。⑶按性狀的相似度，歸為等同分類單元或分類群（taxon）的表觀群或表元（phenon）㈡數(shù)值分類程序⒈分類單元及性狀的選擇：通常操作分類單位（OTU）為菌株。⒉性狀編碼：通常用“+”“－”表示，

⒊相似度系數(shù)的計(jì)算：

第23頁/共30頁⒋系統(tǒng)聚類（或等級(jí)聚類）⒌聚類結(jié)果的表示數(shù)值分類得到的是表觀群或表元，實(shí)踐證明：表觀群=分類單元例：約80%相似度的表觀群等于種。第24頁/共30頁第四節(jié)微生物在生物界的地位（自習(xí)）一、生物的界級(jí)分類學(xué)說㈠兩界系統(tǒng)㈡三界系統(tǒng)㈢四界系統(tǒng)㈣五界系統(tǒng)㈤六界系統(tǒng)㈥三總界五界系統(tǒng)二、三域?qū)W說及其發(fā)展第25頁/共30頁第五節(jié)各大類微生物的分類系統(tǒng)綱要

一、20世紀(jì)中，原核生物分類體系的權(quán)威著作①20世紀(jì)初，德國Lehmann和Neumann《細(xì)菌分類圖說》（德文，第七版英譯本為1927年）②美國的《伯杰氏鑒定細(xì)菌學(xué)手冊》（第一版為1923年，后一直再版至今）（伯杰氏分類系統(tǒng)）③前蘇聯(lián)H.A.Kраcильников（克拉西爾尼可夫）的《細(xì)菌和放線菌的鑒定》（1949年，中文版1957年）（克拉西里尼科夫分類系統(tǒng)）④法國A.R.Prévot的《細(xì)菌分類學(xué)》（法文，1961年）（普雷沃分類系統(tǒng)）。⑤M.P.Starr等編寫的《原核生物》（1981年第一版，分2卷出版，1992年第二版分4卷出