微生物的分类鉴定

微生物的分类鉴定形成于35亿年前得微生物化石主要就是些类似简单杆状细菌得原始生物形成于8、5亿年前得微生物化石20亿年前以后得岩石中得微生物得化石形态多样性明显增多形成于10亿年前得微生物化石形态上非常类似于现代得蓝细菌,进行不产氧光合作用得光能自养菌,及化能无机营养得硫细菌。形态上类似于现代得绿藻(真核生物)微生物分类学得基本任务:

对已知得大量得提炼出分类单元1、分类2、鉴定3、命名给新发现物种命名(一般用拉丁语)对未知得个别得进行鉴定,归入分类系统一分类单元界(Kingdom)门(Phylum或Division)

纲(Class)

目(Order)

科(Family)

属(Genus)

种(Species)

第一节通用分类单元

二种得概念

动物得种:凡两个能互相交配产生具有有性生殖能力得物种。微生物得种:就是最基本得分类单元,她就是表型特征高度相似,亲缘关系极其相近,与同属内得其她种有着明显差异得菌株得总称。

菌株(Strain):任何由一个独立分离得单细胞繁殖而成得纯种得种群(纯培养物)及其一切后代。

模式菌株(种):就是被指定得代表一个种得菌株,该菌株具有此种得各个典型形状,即具体得种。

BacillussubtilisASI、398BacillussubtilisBF7658生产蛋白酶生产α淀粉酶10大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流三学名

属名:在前,一般用拉丁文名词表示,字首字母大写,表示形态、构造等主要特征。

种名:在后,常用拉丁文形容词表示,全部小写,表示来源、寄主、颜色等次要特征。若所分离得菌株只鉴定到属,而未鉴定到种,可用sp来表示,例如Bacillussp、(spp、)1、双名法

学名＝属名＋种加词＋(首次定名人)＋现定名人＋定名年份

斜体正体(一般省略)

2、三名法

命名一亚种或变种时用三名法。

学名＝属名＋种加词＋符号Subsp或Var＋亚种或变种得加词

斜体正体(可省)斜体

亚种(subspecies,subsp,ssp、):进细一步得分类单元,一般指除某一明显而稳定得特征外,其余鉴定特征与模式种相同得种。

变种(Variety,Var):亚种得同义词,现已不用。型(Form):菌株得同义词,现已废除。四微生物在生物界中得分类地位1、界级分类1753年,二界:动物界、植物界*;1860年,三界:动物界、植物界、原始生物界*;

1956年,四界:动物界、植物界、原始生物界*(原生动物、真菌、藻类)、菌界*(细菌、蓝细菌);1949年,六界:后生动物界、后生植物界、原生生物界*、真菌界*、原核生物界*、病毒界*;

1977年,王大耜

六界:在五界基础上加一病毒界*;1996年,六界:动物界、植物界、原生生物界*、真菌界*、真细菌界*、古细菌界*。1969年,五界:动物界、植物界、原生生物界*、真菌界*、原核生物界*;2、三域学说(三原界系统)细菌域(真细菌原界)、古细菌域(古细菌原界)、真核生物域(真核生物原界)古细菌特点:1)细胞壁缺乏常规肽聚糖成分;2)细胞壁类脂成份特殊;3)16srRNA核苷酸序列特殊;4)tRNA成份特殊,无T;5)Pr合成得起始密码特殊:甲硫氨酸(与真核生物同);6)生态条件特殊。

五各大微生物得分类系统1、细菌细菌、放线菌等原核微生物得分类系统很多,目前较有代表性和最有影响得分类系统就是美国得《伯杰氏细菌学鉴定手册》(Bergey’sManualofDeterminativeBacteriology,简称“手册”)1923年第一版以来,相继于1925、1930、1934、1939、1948、1957、1974和1994年出版了第二版至第九版2000年,Bergey’sManualofSystematicBacteriology第二版编辑完成并分成5卷陆续出版。在此第二版中,细菌域分为16门,26组,27纲,62目,163科,814属,收集了4727个种。古菌域分为2门,5组,8纲,11目,17科,63属,收集了208个种。供收集进原核微生物4935个种。在1984～1989年间,“手册”得出版者出版了《伯杰氏系统细菌学手册》(Bergey’sManualofSystematicBacteriology,简称“系统分类学手册”)与“手册”有很大不同:首先就是在各级分类单元中广泛采用细胞化学分析、数值分类方法和核酸技术,尤其就是16SrRNA寡核苷酸序列分析技术,以阐明细菌得亲缘关系,并对第八版手册得分类作了必要得调整。2、菌物(真菌)

1995年,《安·贝氏菌物词典》,第八版。第二节微生物得分类鉴定一经典指标1、个体细胞形态、大小、排列方式,染色反应,有无运动,各种特殊构造特征等2、形态特征菌落形态,在固体、半固体或液体培养基中得生长状态等3、营养要求碳源、氮源、矿质元素、生长因子等4、生理生化特征代谢产物种类、产量、显色反应等产酶种类和反应特征等5、酶生理生化特征在以实用为主要目得表型分类中,生理生化特征往往就是细菌分类鉴定得主要特征。肠道菌科细菌属和种得分类鉴定就就是如此。能否发酵乳糖能否以柠檬酸为唯一碳源产生赖氨酸、脱羧酶志贺氏菌属产生硫化氢沙门氏菌属就是否产生3-羟基丁酮柠檬酸杆菌属埃希氏杆菌属肠杆菌属6、生态学特性生长温度,对氧得需要,酸碱度要求,宿主种类,生态分布等7、血清学反应8、噬菌体得敏感性形态和生理生化特征就是最常用得细菌分类、鉴定指标在现代微生物分类中,任何能稳定地反映微生物种类特征得资料,都有分类学意义,都可以作为分类鉴定得依据。形态学特征、生理学特征、生态学特征从不同层次(细胞得、分子得),用不同学科(化学、物理学、遗传学、免疫学、分子生物学等)得技术方法来研究和比较不同微生物得细胞、细胞组分或代谢产物,从中发现得反映微生物类群特征得资料。生物分类得传统指标:二现代指标

(一)遗传学指标1、DNA中G+Cmol%分析1)每个生物种都有特定得G+C%范围,因此可以作为分类鉴定得指标。细菌得GC%范围为25--75%,变化范围最大,因此更适合于细菌得分类鉴定。2)GC%测定主要用于对表型特征难区分得细菌作出鉴定,并可检验表型特征分类得合理性,从分子水平上判断物种得亲缘关系。3)使用原则:G+C含量得比较主要用于分类鉴定中得否定每一种生物都有一定得碱基组成,亲缘关系近得生物,她们应该具有相似得G+C含量,若不同生物之间G+C含量差别大表明她们关系远。但具有相似G+C含量得生物并不一定表明她们之间具有近得亲缘关系。同一个种内得不同菌株G+C含量差别应在4～5%以下;同属不同种得差别应低于10～15%;若二个在形态及生理生化特性方面极其相似得菌株,如果其G+C含量得差别大于5%,则肯定不就是同一个种,大于15%则肯定不就是同一个属。①

80年代以前螺菌属(Spirillum)不同种得G+C含量范围宽达38～66%,后来“伯杰氏手册”(1984)结合其她特征已将其分成三个属:螺菌属、海洋螺菌属(Oceanospirillum)和水螺菌属(Aquaspirillum)她们G+C含量分别为38%、42～51%和49～66%;②过去根据形态学特征曾认为微球菌属(Micrococcus)和葡萄球菌属(Staphylococcus)就是关系很近得两个属,因而长期放在一个科内,由于G+C含量得差异(分别为30～38%和64～75%)表明她们亲缘关系相当远,现在根据16SrRNA序列资料已进行新得调整。在疑难菌株鉴定、新种命名、建立一个新得分类单位时,G+C含量就是一项重要得,必不可少得鉴定指标。其分类学意义主要就是作为建立新分类单元得一项基本特征和把那些G+C含量差别大得种类排除出某一分类单元。G+C含量得比较主要用于分类鉴定中得否定2、核酸得分子杂交不同生物DNA碱基排列顺序得异同直接反映生物之间亲缘关系得远近,碱基排列顺序差异越小,她们之间得亲缘关系就越近,反之亦然。直接分析比较DNA得碱基排列顺序------由于技术上得困难目前尚难以普遍地进行;核酸分子杂交(hybridization)间接比较不同微生物DNA碱基排列顺序得相似性1)DNA-DNA杂交;(亲缘关系相对近得微生物之间得亲缘关系比较)2)DNA-rRNA杂交;(亲缘关系相对远得微生物之间得亲缘关系比较)3)核酸探针;(利用特异性得探针,用于细菌等得快速鉴定)特异性得探针主要用于病原微生物得快速鉴定3、电子杂交随着微生物基因信息,特别就是全基因组完全测序得不断增加,我们可以通过各种计算机软件对不同物种得遗传信息进行直接比较,从而分析不同微生物间得亲缘关系。蛋白质、RNA和DNA序列进化变化得显著特点就是进化速率相对恒定,也就就是说,分子序列进化得改变量(氨基酸或核苷酸替换数或替换百分率)与分子进化得时间成正比。4、16SrRNA编目分析

a)在两群生物中,如果同一种分子得序列差异很大时,------------进化距离远,进化过程中很早就分支了。b)如果两群生物同一来源得大分子得序列基本相同,------------处在同一进化水平上。16SrRNA被普遍公认为就是一把好得谱系分析得“分子尺”:1)rRNA具有重要且恒定得生理功能;2)在16SrRNA分子中,有高度保守、中度保守和高度变化序列区域,因而她适用于进化距离不同得各类生物亲缘关系得研究;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得90%),也易于提取;5)16SrRNA普遍存在于真核生物(同源分子就是18SrRNA)和原核生物中。因此她可以作为测量各类生物进化得工具。4、16SrRNA编目分析

核糖体RNA利用16SrRNA建立分子进化树得美国科学家

CarlWoese

rRNA和系统发育树1、rRNA得顺序和进化培养微生物提取并纯化rRNArRNA序列测定分析比较微生物之间得系统发育关系(从cDNA序列得出)用反转录酶和双脱氧测序法对微生

物培养物进行测序得步骤用PCR法进行rRNA测序a代表16SrRNA得全长c系统发育树b进化距离,即任意两个生物RNAs间非同源序列得比例2、特征序列或序列印记(signaturesequence)通过对rRNA全序列资料得分析比较(特别就是采用计算机)发现得在不同种群水平上得特异特征性寡核苷酸序列,或在某些特定得序列位点上出现得单碱基印记。特征序列有助于迅速确定某种微生物得分类归属,或建立新得分类单位。定义3种生物领域得16S或18SrRNA得序列特征3、系统发育树(phylogenetictree)通过比较生物大分子序列差异得数值构建得系统树称为分子系统树,其特点就是用一种树状分枝得图型来概括各种(类)生物之间得亲缘关系。图型中,分枝得末端和分枝得连结点称为结(node),代表生物类群,分枝末端得结代表仍生存得种类。系统树可能有时间比例,或者用两个结之间得分枝长度变化来表示分子序列得差异数值。16SrRNA系统发育树16SrRNA系统发育树系统发育树系统发育树系统发育树随着越来越多得微生物得全基因组序列得测定,人们发现生物在进化中存在着非常广泛得水平基因转移现象,很多科学家都认为不能仅靠对16SrRNA得序列比较来确定生物之间