《微生物分类及鉴定》PPT课件.ppt

第十一章微生物的分类和鉴定,Chapter11MicrobialTaxonomyandIdentification,什么是微生物分类学(microbialtaxonomy),按照微生物的亲缘关系将其安排成条理清楚的各种分类单元和分类群的科学,微生物分类的目的,把各种微生物按照它们的亲缘关系分群归类，排成系统，以便于人们对微生物进行鉴定和交流,11.1基本理论,一.M分类学三个组成部分,分类(classification)鉴定(identification或determination)命名(nomenclature),根据一定的分类原则对M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),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),根据命名法规，给每一个分类群一个专有的名称,二.分类单元及其等级,界(亚界)门(亚门)纲(亚纲)目(亚目)科(亚科)属(亚属)种(亚种),根据CarlWoese的理论，现在还在界之上使用域(domain)，即：古生菌域、细菌域、真核生物域。,生命世界的系统发育树状图,1.种(species):物种，生物分类中基本的分类单元和分类等级。,具有高度特征相似性的菌株群，这个菌株群与其他类群的菌株有很明显的区别。DNA杂交同源性在60-70%以上;或者16SrRNA序列同源性达97%以上的菌株定为一个种.,种的具体代表：称为“模式种”（typespecies）,2.亚种(subspecies):是正式分类单元中地位最低的分类等级,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而又不足以区分成新种时，可以将这些菌株细分成两个或更多的小的分类单元-亚种。新种：新被鉴定的种发表时应在其学名后标上sp.nov.的符号，新种发表前应将其模式菌株的培养物存放在一个永久性的保藏机构，并应允许研究人员从中取得该菌种。美国典型培养物保藏中心（ATCC）、德国微生物及细胞保藏中心（DSM）国际系统细菌学杂志（IJSB）,型(form或type),常指亚种以下的细分。当同种或同亚种不同菌株之间的性状差异，不足以分为新的亚种时，可以细分为不同的型。,例如：抗原特征的差异，分为不同的血清型；对噬菌体裂解反应的不同，分为不同的噬菌体型,4.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。,模式菌株（typestrain）：按照命名法则的要求，当命名一个新种时，需要指定一个菌株作为这个种的命名模式，这个被指定的菌株称为模式菌株。,是指一定时间一定空间内微生物的细胞群或生长物。,3.培养物（culture),三.微生物的命名,命名：菌种的科学名称。菌种的学名是按照国际细菌命名法规命名的国际学术界公认，并通用的名称。命名原则（双名法）：学名=属名+种名加词+（首次定名人）+现名定名人和现名定名年份规定与常识：属名，首字母大写、单数、斜体。种名加词，首字小写、斜体。,学名=属名种的加词（首次定名人）现名定名人定名年份必要，用斜体排字可省略，均用正体排字例1：大肠埃希氏菌（简称大肠杆菌）Escherichiacoli(Migula)CastellanietChalmers1919例2：金黄色葡萄球菌StaphylococcusaureusRosenbach1884,在前后有两个或数个学名排在一起，且在其属名相同的情况下，后一学名中的属名可缩写成一个、两个或三个字母，其后加一点。如：Bacillus可写成“B”或“Bac”；Pseudomonas可写成“P”或“Ps”；Aspergillus可写成“A”或“Asp”等。,在实际工作中，有时筛选到一个有用的菌种，其属名很易确定，但种名还未确定。在这种情况下，当发表论文或进行学术交流时，其种的加词暂时可以用“sp”（正体字）代替。例如：“Bacillussp”即表示一个尚未定出种名的芽孢杆菌，可译为“一种芽孢杆菌”；“Bacillusspp”（spp为species复数的简写）表示一批尚未定种名的芽孢杆菌，故可译为“若干芽孢杆菌”。,亚种名:三元式组合属名+种名加词+subsp.亚种名加词Alcaligenesdenitrificanssubsp.xylosoxydans反硝化产碱杆菌氧化木糖亚种Bacillussubtilussubsp.nigar枯草芽孢杆菌黑色亚种,系统学系统BergeysManualofSystematicBacteriology伯杰氏系统细菌学手册19841989第一版（4卷）(以DNA、rRNA为分类依据)2000第二版（5卷）(以DNA、rRNA、蛋白质序列分析为分类依据),Bacillussp.BacillusthuringiensisEscherichiacoliMethanococcusjannaschiiPenicilliumSaccharomycescerevisiaeStaphylococcusaureusStreptomyces,细菌分类系统-BergeysManual,鉴定系统：BergeysManualofDeterminativeBacteriology伯杰氏鉴定细菌学手册1923年，细菌学家DavidBergey1974年，第8版1994年,第9版,四.微生物分类系统,真菌分类系统,Hawksworth,D.L.etal.AinsworthandBisby，sDictionaryofFungi安贝氏菌物词典,Ainsworth分类系统第八版（1995年）,把菌物列入真核生物域的3个界中，即：,11.2微生物分类鉴定的特征和技术,主要步骤获得纯培养物测定一系列必要的鉴定指标查找权威性菌种鉴定手册,分子生物学的发展，使我们不仅可以根据表型特征，而且可以从分子水平上，通过研究和比较微生物乃至整个生物界的基因型特征来探讨生物的进化、系统发育和进行分类鉴定。,进化的测量指征,20世纪70年代前：主要依据形态结构、生理生化、行为习性等表型特征判断它们之间的亲缘关系。20世纪70年代后：主要是分析和比较生物大分子的结构特征，特别是蛋白质、RNA和DNA的分子序列，作为判断各类微生物乃至所有生物进化关系的主要特征。,一经典分类鉴定法,指长期以来在微生物常规鉴定中普遍采用的一些形态、生理、生化、生态、生活史、血清学反应等指标。,不同微生物的不同重点鉴定指标,例：细菌形态、生理、生化遗传等指标放线菌和酵母菌形态和生理特征并用霉菌等形体较大的真菌以形态特征为主,例如：沙门氏菌（Salmonellaspp.）与大肠杆菌（E.coli）按表型特征分为两个属，二者的16SrRNA序列同源性约90%，按照目前的考虑，它们应归于同一个属，,形态和生理生化特征是最常用的细菌分类、鉴定指标,商品化的细菌鉴定试剂盒有API系统、Enterotube系统等。,微生物的快速分类鉴定方法,简易化、微量化、快速化,（一）氨基酸序列和蛋白分析（二）核酸的碱基组成和分子杂交（三）rRNA寡核苷酸序列分析,二微生物分类鉴定中的现代方法,（一）氨基酸的顺序和蛋白质的分析蛋白质是基因的产物,.蛋白质的氨基酸顺序直接反映mRNA顺序而与编码基因密切相关.因此,可以通过对某些同源蛋白质氨基酸顺序的比较来分析不同生物系统发育关系,序列相似性越高,其亲缘关系愈近.,核酸的碱基组成和分子杂交,1.DNA碱基比例的测定,每一个微生物物种的DNA中的(G+C)mol%的数值是恒定的，因此可以作为判定的微生物间亲缘关系的依据。亲缘关系密切、表型高度相似的微生物往往有相似的（G+C）mol%。此项差异超过5%时，就不可能属于同一种；相差超过10%时，则可为不同的属。,2.核酸分子杂交法,核酸的碱基组成和分子杂交,DNA-DNA同源性在60%70%以上者，属同一种；同源性不到50%者，为不同种。,（三）rRNA寡核苷酸序列分析,一种通过分析原核或真核细胞中最稳定的rRNA寡核苷酸序列同源行程度,以确定不同生物间的亲缘关系和进化谱系的方法,rRNA的序列分析,16SrRNA(18SrRNA)所以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，高度保守、中度保守和高度变化的序列区域，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，在细胞中含量大(约占细胞中RNA的90%)，便于分析。(4)16SrRNA(18SrRNA)