第11章微生物分类。

第十一章第十一章 微生物的分类鉴定教学内容1.了解 分类的单元 2.掌握微生物的命名方法3.了解 微生物的分类系统4.了解 微生物的鉴定分类 (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 )分类学涉及三个相互依存又有区别的组成部分：鉴定分类、 命名、命名 (nomenclature)： 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 )主要以细菌为例介绍微生物分类、命名和鉴定的有关知识界门纲目科属种第一节 分类单元一 .微生物分类单元及等级根据 Carl Woese 的理论，现在还在界之上使用域 (domain) （ 把全部生物先分为古生菌域、细菌域和真核生物域，域下面再分界。）二 .种的定义 种又称物种，是微生物分类学最基本的分类单位。但是至今，关于种的概念还没有形成一个统一的定义，争论较大。一般认为：微生物的种是一个基本的分类单位，是一群表型特征高度相似、亲源关系极其相近、与同属内的其他种有着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作它的具体代表，故此典型菌株成了该种的模式种，如产黄青霉 Penicillium chrysogenum NRRL-Q176。三 .种以下的分类单元 为了使用方便，在种以下人们又提出了许多分类单元，这些分类单元不是正式的分类单位，因此，也没有得到国际公认。1.亚种 (Subspecies， subsp.,ssp.) 当某一个种内的不同菌株存在少数明显而稳定的变异特征或遗传性状又不足以区分为新种时，可将这些菌株细分为两个或更多的小的分类单元 -亚种。亚种是微生物分类中具有正式分类地位的最低等级。 亚种是在种的加词后写上 “ subsp.” ， 再写上具体的亚种的加词。蜡状芽孢杆菌亚种： Bacillus cereus subsp.mycoides2.变种(Variety,var.) 变种是亚种的同义词，因易引起混乱，故 国际细菌命名法规 (1975)已规定它在命名法中没有地位，且不主张使用。3.型 (Form) 是亚种以下的分类单位，仅作若干变异型的后辍。常见的有生物变异型、形态变异型、血清变异型、致病变异型、噬菌体变异型等。4.常用的细菌分类学术语：1）培养物 (culture)： 一定时间一定空间内微生物的细胞群或生长物。如微生物的斜面培养物、摇瓶培养物等。2）菌株 (strain)： 菌株是指任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯种群体及其后代。从自然界中分离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。由于同种或同一亚种的不同菌株之间，某些生物学特性可能存在一定差异，如一些生化性状、代谢产物的产量性状等。因此在实际工作中，除了注意菌株的种名外，还要注意菌株的名称。菌株的名称可随意确定，一般都放在学名（即只有属名和种的加词者）的后面，可随意用字母加编号表示，如：Escherichia coli K12第二节 微生物的命名方法微生物名称分为两类：1）区域性的俗名；是一个国家或地区使用的普通名称，如结核杆菌（结核分枝杆菌）、红色面包霉（粗糙脉孢霉）；具有大众化和简明等优点，但不便于国际间的交流。 2）学名；是某一菌种的科学名称，是按 “国际命名法规 ”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。要求印刷为斜体，或书写时在学名下划线。学名的表示方法有双名法和三名法两种。一 .双名法双名法是指一个种的学名由属名和种的加词两部分组成。属名的词首须大写，种名加词的字首须小写。出现在分类学文献中的学名，在两部分之后还应加写 3项内容（均排正体字），即首次定名人（用括号括住）、现名定名人和现名的定名年份。如在一般书刊中出现时可省后 3项。通式：学名 =属名 +种的加词 +(首次定名人 )+现在定名人 +定名年份例 :(1)枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis (Ehrenberg) Cohn 1872例如 :(2)大肠杆菌Escherichia coli (Migula) Castellani et Chalmers 1919例 :(3)金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus Rosenbach 1884二 .三名法当某种微生物是一个亚种或变种时，学名应按三名法拼写：通式：学名 =属名 +种名加词 +符号 subsp或 var+亚种或变种的加词符号 subsp或 var排正体，可省；亚种或变种的加词排斜体，不可省。例 :(1)苏云金芽孢杆菌蜡螟变种Bacillus thuringiensis (subsp) galleria(2)酿酒酵母椭圆变种Saccharomyces cerevisiae (var) ellipsoideus第三节 微生物的分类系统一 .原核生物的分类系统二 .菌物分类系统 一 .原核生物的分类系统1.前苏联克拉西尼科夫的 “细菌与放线菌的鉴定 ”（ 1949）2.法国普雷沃的 “细菌分类学 ”（ 1961）3.中国科学院王大耜的细菌分类系统（ 1981）4.美国的伯杰氏细菌分类系统伯杰氏细菌分类系统第一版 1923年出版，至今已修订出版了 11个版本， 1984-89年出版的 4卷本 “伯杰氏系统细菌学手册 ”（简称系统手册）是目前国际上最为流行的实用版本。系统手册的第二版从 2000年起分成 5卷陆续发行，把原核生物分为古生菌界和细菌界，前者包括 2门、 5组、 8纲、 11目、 17科和63属共 208个种，后者包括 16门、 26组、 27纲、 62目、 163科、 814属共 4727个种。二 .菌物分类系统 我国学术界于 1990年代初起，提出以 “菌物 ”代替普遍使用但含义不够确切的 “真菌 ”的建议，并获菌物学者们的认同。1.Whittaker （ 1969）2.Margulis（ 1974）3.Leedale（ 1974）4.Ainsworth（ 1983）该分类系统目前得到学术界广泛采用。第四节、细菌分类鉴定的特征和技术在现代微生物分类中，任何能稳定地反映微生物种类特征的资料，都有分类学意义，都可以作为分类鉴定的依据。形态学特征 、生理学特征、生态学特征从不同层次 (细胞的、分子的 )，用不同学科 (化学、物理学 、遗传学、免疫学、分子生物学等 )的技术方法来研究和比较不同微生物的 细胞、细胞组分或代谢产物 ，从中发现的反映 微生物类群特征 的资料。生物分类的传统指标：一、形态学特征培养特征、 细胞形态及其染色特性、一、形态学特征培养特征、 细胞形态及其染色特性、培养特征、特殊的细胞结构、细胞形态及其染色特性、一、形态学特征培养特征、运动性、特殊的细胞结构、细胞形态及其染色特性、等等微生物分类和鉴定的重要依据之一：a） 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；b） 许多形态学特征依赖于多基因的表达，具有相对的 稳定性 ；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；代谢产物等营养类型 与氧的关系； 对温度的适应性；对 pH的适应性；对渗透压的适应性；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；测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多；三、核酸的碱基组成和分子杂交特点：直接比较不同微生物之间基因组的差异（与形态及生理生化特性的比较相比）结果更加可信1. DNA的碱基组成 (G+Cmol%)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+C mol%)来表示各类生物的 DNA碱基因组成特征。GC比1） GC比测定更适合于细菌的分类鉴定细菌的 GC%变化范围最大（ 25-75% ）2）主要用途：鉴定表型特征难区分的细菌；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；3）使用原则：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。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