微生物分类医学知识讲座

分类(classification):依据一定标准(表型特征相同性或系统发育相关性)对微生物进行分群归类，依据相同性或相关性水平排列成系统，并对各个分类群特征进行描述，方便查考和对未被分类微生物进行判定。(依据现有数据建立系统过程)分类学包括三个相互依存又有区分组成部分:判定分类、命名、微生物分类医学知识讲座第1页命名(nomenclature)：依据命名法规，给每一个分类群一个专有名称;(分类系统建立过程中步骤之一)判定(identification或determination):借助于现有微生物分类系统，经过特征测定，确定未知、或新发觉、或未明确分类地位微生物所应归属分类群过程。(依据现有系统确定未知微生物分类归属过程)微生物分类医学知识讲座第2页主要以细菌为例介绍微生物分类、命名和判定相关知识微生物分类医学知识讲座第3页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微生物分类医学知识讲座第4页依据CarlWoese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。)微生物分类医学知识讲座第5页二、种定义

种又称物种,是微生物分类学最基本分类单位。不过至今,关于种概念还没有形成一个统一定义,争论较大。

普通认为:微生物种是一个基本分类单位，是一群表型特征高度相同、亲源关系极其相近、与同属内其它种有着显著差异菌株总称。

在微生物中,一个种只能用该种内一个经典菌株作它详细代表,故此经典菌株成了该种模式种,如产黄青霉PenicilliumchrysogenumNRRL-Q176。微生物分类医学知识讲座第6页三、种以下分类单元

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分类单位,所以,也没有得到国际公认。1.亚种(Subspecies,subsp.,ssp.)

当某一个种内不一样菌株存在少数显著而稳定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小分类单元--亚种。亚种是微生物分类中含有正式分类地位最低等级。

亚种是在种加词后写上"subsp.”，再写上详细亚种加词。

蜡状芽孢杆菌亚种:Bacilluscereussubsp.mycoides微生物分类医学知识讲座第7页2.变种(Variety,var.)

变种是亚种同义词,因易引发混乱,故《国际细菌命名法规》(1975)已要求它在命名法中没有地位,且不主张使用。3.型(Form)

是亚种以下分类单位,仅作若干变异型后辍。常见有生物变异型、形态变异型、血清变异型、致病变异型、噬菌体变异型等。微生物分类医学知识讲座第8页4.惯用细菌分类学术语:1)培养物(culture)：一定时间一定空间内微生物细胞群或生长物。

如微生物斜面培养物、摇瓶培养物等。2)菌株(strain)：菌株是指任何由一个独立分离单细胞繁殖而成纯种群体及其后代。

从自然界中分离到任何一个微生物纯培养物都能够称为微生物一个菌株；用试验方法(如经过诱变)所取得某一菌株变异型，也能够称为一个新菌株，方便与原来菌株相区分。微生物分类医学知识讲座第9页

菌株是微生物分类和研究工作中最基础操作实体。因为同种或同一亚种不一样菌株之间,一些生物学特征可能存在一定差异,如一些生化性状、代谢产物产量性状等。所以在实际工作中,除了注意菌株种名外,还要注意菌株名称。

菌株名称可随意确定，普通都放在学名（即只有属名和种加词者)后面，可随意用字母加编号表示，如：

EscherichiacoliK12微生物分类医学知识讲座第10页第二节微生物命名方法

微生物名称分为两类:1)区域性俗名；是一个国家或地域使用普通名称，如结核杆菌（结核分枝杆菌)、红色面包霉（粗糙脉孢霉)；含有大众化和简明等优点，但不便于国际间交流。2)学名；是某一菌种科学名称，是按“国际命名法规”命名并受国际学术界公认通用正式名称。

物种学名是用拉丁词或拉丁化词组成。要求印刷为斜体,或书写时在学名下划线。学名表示方法有双名法和三名法两种。微生物分类医学知识讲座第11页一、双名法双名法是指一个种学名由属名和种加词两部分组成。

属名词首须大写,种名加词字首须小写。

出现在分类学文件中学名，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)、现名定名人和现名定名年份。如在普通书刊中出现时可省后3项。微生物分类医学知识讲座第12页

通式:学名=属名+种加词+(首次定名人)+现在定名人+定名年份例:(1)枯草芽孢杆菌

Bacillussubtilis(Ehrenberg)Cohn1872比如:(2)大肠杆菌

Escherichiacoli

(Migula)CastellanietChalmers1919例:(3)金黄色葡萄球菌

StaphylococcusaureusRosenbach1884微生物分类医学知识讲座第13页二、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+亚种或变种加词符号subsp或var排正体，可省;亚种或变种加词排斜体，不可省。例:(1)苏云金芽孢杆菌蜡螟变种Bacillusthuringiensis(subsp)galleria(2)酿酒酵母椭圆变种

Saccharomycescerevisiae(var)ellipsoideus微生物分类医学知识讲座第14页第三节微生物分类系统一、原核生物分类系统二、菌物分类系统

微生物分类医学知识讲座第15页一、原核生物分类系统1.前苏联克拉西尼科夫“细菌与放线菌判定”（1949)2.法国普雷沃“细菌分类学”（1961)3.中国科学院王大耜细菌分类系统（1981)4.美国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4卷本“伯杰氏系统细菌学手册”（简称系统手册)是当前国际上最为流行实用版本。

系统手册第二版从年起分成5卷陆续发行,把原核生物分为古生菌界和细菌界,前者包含2门、5组、8纲、11目、17科和63属共208个种,后者包含16门、26组、27纲、62目、163科、814属共4727个种。微生物分类医学知识讲座第16页二、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"真菌”提议，并获菌物学者们认同。1.Whittaker（1969)2.Margulis（1974)3.Leedale（1974)4.Ainsworth（1983)该分类系统当前得到学术界广泛采取。微生物分类医学知识讲座第17页第四节、细菌分类判定特征和技术在当代微生物分类中,任何能稳定地反应微生物种类特征资料,都有分类学意义,都能够作为分类判定依据。形态学特征、生理学特征、生态学特征从不一样层次(细胞、分子),用不一样学科(化学、物理学、遗传学、免疫学、分子生物学等)技术方法来研究和比较不一样微生物细胞、细胞组分或代谢产物,从中发觉反映微生物类群特征资料。

生物分类传统指标:微生物分类医学知识讲座第18页一、形态学特征培养特征、细胞形态及其染色特征、微生物分类医学知识讲座第19页一、形态学特征培养特征、细胞形态及其染色特征、微生物分类医学知识讲座第20页培养特征、特殊细胞结构、细胞形态及其染色特征、微生物分类医学知识讲座第21页一、形态学特征培养特征、运动性、特殊细胞结构、细胞形态及其染色特征、等等微生物分类和判定主要依据之一:a)易于观察和比较，尤其是真核微生物和含有特殊形态结构细菌；b)许多形态学特征依赖于多基因表示，含有相正确稳定性；微生物分类医学知识讲座第22页二、生理生化特征与微生物酶和调整蛋白质本质和活性直接相关;代谢产物等营养类型与氧关系;对温度适应性;对pH适应性;对渗透压适应性;酶及蛋白质都是基因产物;对微生物生理生化特征比较也是对微生物基因组间接比较;测定生理生化特征比直接分析基因组要轻易得多;微生物分类医学知识讲座第23页三、核酸碱基组成和分子杂交特点:直接比较不一样微生物之间基因组差异（与形态及生理生化特征比较相比)结果愈加可信微生物分类医学知识讲座第24页1.DNA碱基组成(G+Cmol%)各种生物一个稳定特征,即使个别基因突变,碱基组成也不会发生显著改变。分类学上，用G+C占全部碱基克分子百分数(G+Cmol%)来表示各类生物DNA碱基因组成特征。GC比微生物分类医学知识讲座第25页1)GC比测定更适合于细菌分类判定

细菌GC%改变范围最大（25--75%)微生物分类医学知识讲座第26页2)主要用途：

判定表型特征难区分细菌；

检验表型特征分类合理性；

从分子水平上判断物种亲缘关系；微生物分类医学知识讲座第27页3)使用标准：主要用于分类判定中否定每一个生物都有一定碱基组成,亲缘关系近生物,它们应该含有相同G+C含量,若不一样生物之间G+C含量差异大表明它们关系远。含有相同G+C含量生物并不一定表明它们之间含有近亲缘关系否定:G＋C含量差异到达一定范围细菌必定不属于某同一分类单位微生物分类医学知识讲座第28页种内不一样菌株G+C含量差异应在4～5%以下；属内不一样种差异应低于10～15%；二个在形态及生理生化特征方面极其相同菌株:其G+C含量差异假如大于15%其G+C含量差异假如大于5%必定不是同一个种;必定不是同一个属;其G+C含量相同（差异低于2%)无分类学意义;微生物分类医学知识讲座第29页80年代以前螺菌属(Spirillum)不一样种G+C含量范围宽达38～66%，以后“伯杰氏手册”(1984)结合其它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)

它们G+C含量分别为38%、42～51%和49～66%；过去依据形态学特征曾认为微球菌属(Micrococcus)和葡萄球菌属(Staphylococcus)是关系很近两个属，因而长久放在一个科内，因为G+C含量差异(分别为30～38%和64～75%)表明它们亲缘关系相当远，现在依据16SrRNA序列资料已进行新调整。微生物分类医学知识讲座第30页G+C含量已经作为建立新微生物分类单元一项基本特征,它对于种、属甚至科分类判定有主要意义。疑难菌株判定、新种命名、建立一个新分类单位、G+C含量是一项主要,必不可少判定指标。微生物分类医学知识讲座第31页2.核酸分子杂交不一样生物DNA碱基排列次序异同直接反应生物之间亲缘关系远近,碱基排列次序差异越小,它们之间亲缘关系就越近,反之亦然。

直接分析比较DNA碱基排列次序------因为技术上困难当前尚难以普遍地进行;

核酸分子杂交(hybridization)间接比较不一样微生物DNA碱基排列次序相同性微生物分类