微生物,放线菌分类
放线菌-微生物讲解
三、微生物分类的依据
形 态 特 征：个体形态（形状、大小、染色 反应等）、群体形态（菌落特征、液体培养特 点等）
生理生化特征：代谢产物、营养要求、细胞壁 成分等的测定
生态特征：微生物间各种相互关系的利用 遗传特征：DNA同源性分析 G+C的含量 其它：全细胞蛋白的分析、多位点酶的分析等
或亚种。
型：自然界存在的差异较小的同种微生物的不同类型，称为
型。如结核分支杆菌依其寄主的不同可分为人型、牛型和禽型。 菌株（品系）：来自源不同的同种微生物的纯培养，均
可称为菌株。
群：
有些微生物的特征介于两种微生物之间，我们把这两种
微生物及其中间类型统称为一个群。
二、微生物的命名
命名的方法：国际法规命名，即林奈所创立的双名法。 双名法的规则：微生物的学名依属和种而命名，由两个
发育阶段上有一定的共同形态和生理特征。现代分类学上 规定种内菌株的DNA同源性≧70%。
变种：从自然界分离到的微生物纯种，如果与典型种之
间存在某些特征的差别，而这些特征又是稳定遗传的，则 可将这一纯种称为典型种的变种。如枯草芽孢杆菌的黑色 变种。
小种（亚种）：实验室中获得的微生物变异型称为小种
第三节 其它原核微生物
二、立克次氏体： 三、衣原体：是一类比立克次氏体小， 代谢活性丧失更多的专性活细胞内寄生的 致病菌性原核微生物，仅在脊椎动物细胞 内生活，它没有产能系统，ATP得自宿主， 故有“能量寄生物之称”
四、支原体： 五、古细菌：
70年代末,沃斯等人用他们独创的技术分析了200 多种细菌和真核生物（包括其中的某些细胞器） 的16S(或18S)核糖体核糖核酸(rRNA)的寡核苷酸 谱，结果将生物分为3大类群：真核生物、真细
微生物,放线菌分类
3 基于核酸结构的分析
(1) 16S rRNA / rDNA基因序列的分析
该技术目前在放线菌分类中常被用于放线菌种属的 初步鉴定, 但是值得注意的是仅根据该指标并不能 确定菌株的种属, 必须结合其他的分类指标。
(2)16S-23S rRNA 转录间区序列的分析
16S-23S rRNA转录间区序列( 16S-23S rRNA）的进 化速率比16S rRNA大10倍, 其序列大小比16S r RNA更具直接测序优势, 可鉴别防线菌属与种。但 是16S-23S rRNA的不同拷贝之间大小比较相近且不 易区分。
经典分类学：按微生物 表型特征分类
表型特征：形态学、生理生化学、生 态学等，推断微生物的系统发育。 表型特征结合分子水平上的基因型特 征（如16S rRNA)，探讨微生物进化地 位、系统发育关系并进行分类鉴定。
微生物系统学： 按亲缘关系和进 化规律分类
★微生物分类学的三个任务：分类、鉴定及命名 ☆分类是根据微生物的相似性和亲缘关系，将微生物归入不同的分类类群。 ☆鉴定是确定一个新的分离物属于已经确认的哪个分类类群的过程。 ☆命名是根据国际命名法规给每一微生物类群及种类以科学的名称。
5 多相分类系统
由于微生物生理生化学的迅速发展，加速了这趋势 并逐渐打破了原来经典的描述分类，建立了如数值 分类、化学分类、分子分类以至于现在的多相分类 新的标准，大大推进了分类学的发展。多相分类是 将表型、基因型以及系统进化分析数据综合起来作 为分类和进化分析的依据。
3 放线菌的应用
在植物病害防治中的应用 放线菌是人们最早应用到生产中的生防微生 物，但是已投入使用的微生物源杀虫活性物质中 多数是来自真菌，有部分来自细菌如昆虫的病原 菌苏云金杆菌，放线菌来源的较少，从放线菌中 发现的活性物质中，80%是来自链霉菌属。
放线菌(1)
配方二 面粉琼脂培养基
面粉 60克 琼脂 20克
水 1000毫升
把面粉用水调成糊状，加水到500毫升，放在文火上煮30分 钟。另取500毫升水，放入琼脂，加热煮沸到溶解后，把两液调 匀，补充水分，调整pH值到7.4，分装，灭菌，备用。
与人类的关系
放线菌常以孢子或菌丝状态极其广泛地存在于自然界，土壤 中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。
核酸类抗生素：这类抗生素含有核酸类 似物的衍生物，作用于病原菌的去氧核 糖核酸合成系统，抑制其前驱物或酵素 的合成，如保米霉素。 大环内酯类抗生素：它是由 12 个以上的 碳原子组成，且形成环状结构，通常可 和细菌的 50 核糖体亚基结合，以阻断蛋 白质的合成，如红霉素。
多烯类抗生素：由 25 ~ 37 个碳原子组成 的大环内酯类抗生素，含有 3 ~ 7 个相邻 的双键，可与病原真菌细胞膜上的类固
4、孢子的鞭毛同细菌鞭毛 5、核糖体为70s
放线菌
光学显微镜下的放线菌
放线菌在固体培养基上形成 与细菌不同的菌落特征，放 线菌菌丝相互交错缠绕形成 质地致密的小菌落，干燥、 不透明、难以挑取，当大量 孢子覆盖于菌落表面时，就 形成表面为粉末状或颗粒状 的典型放线菌菌落，由于基 内菌丝和孢子常有颜色，使 得菌落的正反面呈现出不同 A：诺尔斯氏链霉菌； 的色泽。 B：皮疽诺卡氏菌； C：酒红指孢囊菌； D：游动放线菌； E：小单胞菌； F：皱双孢马杜拉放线菌
放线菌的基本形态
2. 气生菌丝(aerial hyphae):
• 由营养菌丝长出培养 基外，伸向空间的菌丝。 略粗于基丝0.5-1.2μm， 也有色素产生。 • 功能：气生菌丝生长 到一定阶段可分化出繁殖 结构，即孢子丝。
3. 孢子丝
药学微生物教案放线菌各论
药学微生物教案放线菌各论第一章：放线菌概述1.1 放线菌的定义与分类介绍放线菌的基本概念讲解放线菌的分类系统1.2 放线菌的形态与结构讲解放线菌的基本形态与结构特点分析放线菌的菌丝、孢子等结构特征1.3 放线菌的生态与分布介绍放线菌的生活习性、生态环境和分布范围分析放线菌在不同环境中的生存策略第二章：放线菌的生物学特性2.1 放线菌的生长与繁殖讲解放线菌的生长条件、生长速率与繁殖方式探讨放线菌在不同培养基上的生长表现2.2 放线菌的代谢途径与产物分析放线菌的代谢途径及其调控机制介绍放线菌产生的各类次级代谢产物及其生物活性2.3 放线菌的抗药性探讨放线菌抗药性的产生机制、传递途径与应对策略分析放线菌抗药性对临床治疗的影响第三章：放线菌的遗传与变异3.1 放线菌的遗传物质与基因组介绍放线菌的遗传物质组成、基因组结构与特点分析放线菌的基因转移与表达调控机制3.2 放线菌的遗传变异与进化讲解放线菌遗传变异的类型、机制与进化过程探讨放线菌的遗传多样性与物种形成机制3.3 放线菌的遗传改造与基因工程介绍放线菌遗传改造的方法、技术及其应用分析放线菌基因工程在药物研发与生产中的应用前景第四章：放线菌在药物研发中的应用4.1 放线菌产生的抗生素介绍放线菌产生的抗生素类型、作用机制与生物合成途径分析抗生素的研究现状与前景4.2 放线菌其他药物的研究与应用探讨放线菌产生的其他药物（如免疫调节剂、抗肿瘤药物等）的研究进展与应用领域分析放线菌药物研发的挑战与机遇4.3 放线菌药物研发的策略与方法讲解放线菌药物筛选、结构优化与合成等关键环节探讨放线菌药物研发中的现代生物技术方法及其应用第五章：放线菌与环境关系5.1 放线菌与环境因素的互作分析放线菌对环境因素的适应策略及其影响因素探讨放线菌与环境因素的互作机制5.2 放线菌在环境治理中的应用介绍放线菌在生物降解、生物修复等环境治理领域的应用分析放线菌环境治理技术的优势与局限性5.3 放线菌与环境监测讲解放线菌在环境监测中的应用（如生物指示物、生物传感器等）探讨放线菌环境监测技术的灵敏度、准确性与可靠性第六章：放线菌的培养技术与发酵工艺6.1 放线菌的培养基与培养条件介绍放线菌常用的培养基及其成分探讨放线菌的适宜培养条件（如pH、温度、氧气等）6.2 放线菌的发酵工艺与优化分析放线菌的发酵过程与影响因素讲解放线菌发酵工艺的优化策略与技术6.3 放线菌的大规模发酵与应用探讨放线菌在大规模发酵中的设备与技术分析放线菌大规模发酵在药物生产中的应用前景第七章：放线菌的基因组学与蛋白质组学7.1 放线菌基因组学研究方法与应用介绍放线菌基因组学的研究方法（如测序、比较基因组学等）探讨放线菌基因组学在药物研发与生物工程中的应用7.2 放线菌蛋白质组学与功能基因组学分析放线菌蛋白质组学的研究方法与技术探讨放线菌蛋白质组学在解析菌株生物学功能中的应用7.3 放线菌非编码RNA研究讲解放线菌非编码RNA的类型、功能及其研究方法探讨放线菌非编码RNA在基因调控与药物研发中的应用第八章：放线菌的生物信息学研究8.1 放线菌生物信息学数据库与分析工具介绍放线菌生物信息学数据库的分类、特点与使用方法讲解放线菌生物信息学分析工具（如比对、预测等）的应用8.2 放线菌生物信息学研究方法与应用分析放线菌生物信息学研究方法（如系统发育分析、基因组组装等）探讨放线菌生物信息学在微生物分类、药物研发等领域的应用8.3 放线菌生物信息学挑战与未来发展讨论放线菌生物信息学面临的问题与挑战展望放线菌生物信息学的发展趋势与前景第九章：放线菌的生物安全与伦理问题9.1 放线菌生物安全风险及其管理探讨放线菌生物安全风险的来源、类型与影响因素讲解放线菌生物安全风险的管理策略与措施9.2 放线菌生物伦理问题及其规范分析放线菌生物伦理问题的内涵、表现与影响介绍放线菌生物伦理规范与监管体系9.3 放线菌生物安全与伦理教育的实践与案例讲解放线菌生物安全与伦理教育的实践方法与途径分享放线菌生物安全与伦理教育的案例与经验第十章：放线菌研究的展望与未来趋势10.1 放线菌研究的挑战与机遇分析放线菌研究面临的问题与挑战探讨放线菌研究的机遇与发展方向10.2 放线菌在药物研发与生物工程中的应用前景展望放线菌在新药研发、生物制品生产等领域的应用前景分析放线菌在生物技术产业中的战略地位10.3 放线菌研究的未来趋势与创新方向预测放线菌研究的未来发展趋势与热点领域探讨放线菌研究在技术创新、跨学科交叉等方面的创新方向重点解析本文教案主要围绕放线菌的分类、生物学特性、遗传与变异、药物研发应用、培养技术与发酵工艺、基因组学与蛋白质组学、生物信息学研究、生物安全与伦理问题以及研究展望与未来趋势展开。
环境微生物学2-3放线菌
图 2-33 钩端螺旋体
5
在废水活性污泥法处理中，出现过由诺卡氏菌属的某些种引 起的活性污泥丝状膨胀和起泡沫现象。
一、放线菌的个体形态、大小和结构
放线菌的菌体由纤细的、长短不一的菌丝组成，菌 丝分枝，为单细胞，在菌丝生长过程中，核物质不断复 制分裂，不形成横隔膜，也不分裂，无数分枝的菌丝组 成很细密的菌丝体。
一、放线菌的个体形态、大小和结构
三、放线菌的繁殖
放线菌的生活史包括孢子的萌发，菌丝的生长、发育及繁 殖等过程（图 2－28）。
放线菌是通过分生孢子或孢囊孢子繁殖，也可以一段营养 菌丝繁殖。
各种放线菌的菌落形态特征
链霉菌的生活史
图 2－28 链霉菌的生活史 A.孢子萌发 B.基内菌丝 C.气生菌丝
D.孢子丝 E.孢子丝分化为孢子
分布：在土壤、污水、垃圾、昆虫、脊椎动物及人体中。
三、衣原体
衣原体隶属于衣原体门（BXⅥ门）衣原体目衣原体科的 衣原体属（Chlamydia）见图 2-32。呈球形，直径0.2～ 1.5μm。为革兰氏染色阴性反应，细胞化学组分和结构与 革兰氏染色阴性细菌相似，其细胞壁为含胞壁酸的外膜， 含RNA和 DNA。
72～73
好氧
菌 丝 常 平 行 排 列 ， 彩 色 ， ⅡD 型 细 胞 壁 ， 在土壤和植物腐败物中生活，营养菌丝 发达，菌丝呈各种颜色，产生各种色素， 没有气生菌丝或不发达，在营养菌丝上 长出孢囊柄，在其尖端长孢子囊
直 径 0.5 ～ 2.0 ， 营养菌丝分枝无 气生菌丝体；形 成多腔孢囊
66～71
菌丝体分三类：
① 营养(基内)菌丝：摄取培养基内营养，菌丝宽度为 0.2μm～0.80μm，长度为50μm～600μm之间，有无色的、 有的产色素 (黄、橙、红、紫、蓝、绿、褐、黑)。
细菌的分类和鉴定
（一）生理学与生化学分类法
主要以细菌的形态、染色以及细菌的特 殊结条件等等。 主要有两种方法 1、传统分类法
2、数值分类法
1、传统分类法
主要以细菌的形态、生理特征为分类基 础，选择一些较稳定的生物学性状如细菌的 形态结构、染色性、培养特性、生化反应、 抗原性等作为依据，然后按主次顺序逐级区 分。
（二）生理生化特征
包括营养类型、与氧的关系、对温度的适应 性、碳水化合物的代谢试验、蛋白质和氨基酸的 代谢试验及的碳源和氮源利用试验、各种酶类试 验、抑菌试验等等。 生理生化特征特点： 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；
六、微生物分类鉴定的依据
根据微生物分类学中使用的技术和方法，可 把它们分成四个不同的水平：
①细胞形态和行为水平； ②细胞组分水平； ③蛋白质水平； ④基因组水平。
在微生物分类学发展的早期，主要的分类鉴 定指标是以在细胞形态和习性为主，可称为经典 的分类鉴定法
七、细菌的分类方法
生物分类的传统指标
1、DNA G+C mol%测定
DNA分子两条链上4种碱基的总分子量 为100，测定其中G+C或A+T摩尔百分比， 能反应出细菌间DNA分子的同源程度，习惯 上以G+C 作为细菌的分类标记。 不同菌属间的G+C mol%范围很大，在 25%~75%之间，但同一种细菌G+C mol% 相当稳定，不受菌龄、培养条件和其它外界 因素影响，亲缘关系越近的细菌，它们G+C mol%越接近（但并非G+C mol%越接近， 亲缘关系就越近？？？）。
细菌的命名依据“国际细菌命名法规” 的规 定，学名用拉丁文，遵循“双名法”。即每一种 细菌的拉丁文名称由属名和种名两部分构成，属
细菌、酵母菌、放线菌、霉菌比较
干燥或较干燥，表面粉末状
干燥
外观形态小而突起或ຫໍສະໝຸດ 而平坦大而突起小而紧密
大而疏松或大而致密
菌落与培养基结合程度
不结合
不结合
牢固结合
较牢固结合
菌落透明度
透明或稍透明
稍透明
不透明
不透明
菌落颜色
多样
单调，一般呈乳脂或矿烛色，少数红或黑色
十分多样
菌落初期往往是浅色或白色，十分多样
菌落正反面颜色差别
相同
相同
一般不同
一般不同
菌落边缘特征
一般看不到细胞
可见球状，卵原状或假丝状细胞
有时可见细丝状细胞
可见粗丝状细胞
其他特征
培养物气味
一般有臭味
多带酒香味
常有泥腥味
往往有霉味
繁殖方式
多以二分裂方式繁殖，还具有三分裂，复分类，芽殖等
无性：芽殖、裂殖；有性：产生子囊及子囊孢子
孢子生殖
有性和无性繁殖
PH环境
碱性环境
菌类特征 微生物类别
单细胞微生物
菌丝状微生物
细菌
酵母菌
放线菌
霉菌
病毒
主要特征
细胞
相互关系
单个散生，以一定方式排列
单个分散或假丝状
丝状交织
丝状交织
极其微小，需借助电子显微镜，无细胞结构
形态特征
小而均匀，个别有芽孢
大而分化
细而均匀
粗而分化
细胞生长速度
一般很快
较快
慢
一般较快
菌落
含水状态及菌落表面
很湿或较湿，表面粘稠
生活方式
举例说明
酿酒酵母、白假丝酵母
链霉菌
毛霉、根霉
放线菌分类特征及常见种类
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2.4 放线菌
放线菌在分类上地位上属于原核生物界、细菌门、真细菌纲、 放线菌亚纲，放线菌目。
放线菌的形态比细菌较复杂，但它仍属单细胞，革兰氏染色 阳性，繁殖方式为无性，菌丝断裂或孢子繁殖。它以菌落呈放 射状而得名。
2.4 .1 放线菌的分类依据
一、培养特征： 1、孢子丝与孢子的颜色； 2、气生菌丝的颜色； 3、基内菌的颜色； 4、可溶性色素的颜色；菌丝产生水溶液性或脂溶性色素。 二、形态特征： 1、基内菌丝生长特征；真径，分裂方式 2、生长菌丝生长特征：直径，有无。 3、孢子丝的形状：直形成、波曲状、螺旋形、轮生 4、孢子的形态：表面结构、颜色、鞭毛 三、生理生化特性：明胶液化、牛奶凝固与胨化、淀粉酶的活性、纤维 素酶活性、产生硫化氢、对各种碳水合物的利用情况 四、噬菌体和血清反应： 五、细胞壁化学组分：二庚基庚二酸和其它氨基酸，以及特征性糖。
二、诺卡氏菌属（Norcardia ) 形态特征：基内菌丝较链霉菌纤细，0.2-0.6μm，有横隔裂断，一般 无气生菌丝，基丝培养十几个小时形成横隔，并断裂成杆状或球状 孢子。菌落很小，产生多种颜色。主要分布于土壤中。能同化多种 碳水化合物和脂肪，许多种能利用石蜡、烃和纤维素等，多数好氧 腐生，少数厌氧寄生。
已知诺卡氏菌产生30多种抗生素，如治疗结核病和麻疯病有显 效的利福霉素，对细菌白叶枯病有抑制作用的蚁霉素，此外，在石 油脱蜡、烃类发酵以及含睛污水处理中都有所应用。 该属代表种：地中海诺卡氏菌（利福霉素）
诺卡氏菌
三、小单孢菌属（Micromonospora ) 形态特征：基内菌丝无横隔不断裂，0.3-0.6μm，无气生菌丝， 孢子着生在短孢子梗上或直接从基丝上产生，孢子单生，球形 或椭圆形。
第二章 微生物的特征-放线菌
第二章微生物的特征第二节放线菌放线菌是介于细菌和真菌之间的一类微生物，细胞构造与细菌相似，形状与霉菌相似，是唯一的一种以丝状体存在的原核生物。
它主要以无性孢子繁殖，也可借菌丝断裂产生新的个体。
它分布广泛，一般在中性或偏碱性环境中生长，大多数腐生，少数寄生。
最大的特点就是产生抗生素，代表菌有链霉菌、小单孢菌及诺卡氏菌属。
一、放线菌的结构放线菌菌体由丝状的菌丝组成，大部分有分枝。
菌丝纤细且有分枝，直径一般在0.2~1.2μm，无横隔膜。
(一)菌丝放线菌的菌丝由于形态与功能的不同，分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝3部分(图2.15)。
基内菌丝又称营养菌丝，伸入到培养基内，主要功能是吸收营养物，一般无横隔膜。
直径0.2 ~0.8μm，有的无色，有的因产色素而呈不同颜色。
气生菌丝生长发育到一定阶段，分化出可以形成孢子的菌丝称为孢子丝(图2.16)。
孢子丝的形状以及在气生菌丝上的排列方式因种而异，孢子的形状、排列方式、颜色也各不相同，这些均为鉴定菌种的重要依据。
图2.15 放线菌形态示意图1-基内菌丝2-气生菌丝3-孢子丝图2.16 放线菌不同类型的孢子丝(二)放线菌的细胞构造细胞膜、放线菌形状与霉菌相似，细胞结构则与细菌细胞一样，属于原核细胞。
具有细胞壁、细胞膜、细胞质及内含物与核质体等。
化学组成也与细菌细胞相似，只是细胞壁中含有胞壁酸和二氨基庚二酸，没有几丁质或纤维素，革兰氏染色阳性。
二、放线菌的菌落特征放线菌因菌落呈放射状而得名。
菌落一般圆形，光平或有许多皱褶，菌落周围具辐射状菌丝。
气生菌丝较细，生长缓慢，分枝交错缠绕，因而形成的菌落质地致密。
菌落特征也因不同的菌丝类型而异。
有一种类型的放线菌产生大量分枝的基内和气生菌丝，菌丝体交织成网，使菌落与培养基结合较紧，不易挑起或整个菌落被挑起而不破碎，如链霉菌菌落。
另种类型放线菌不产生大量的菌丝，菌落粘着力较差，粉质，挑起时易粉碎，如诺卡氏菌菌落。
放线菌菌落幼龄阶段与细菌相似，不易区分。
放线菌分类1
70年代后开展化学分类，分类的范围也扩大到稀有放线菌。
阎逊初1992年出版的《放线菌分类和鉴定》集我国放线菌
分类之大成，是放线菌分类工作者的必备参考书之一。
2004年，刘志恒、姜成林等编著的《放线菌现代生物学与 生物技术》较全面的阐述了放线菌生物学的基本问题，对 我国放线菌生物学科的建立奠定了基础。
分子生物学研究表明，之所以绝大多数包括放线菌 在内的微生物未被发现，主要原因在于收分离条件 和技术的限制，因此，分离技术仍然是放线菌生物
学研究中的重大课题，同时也是扩大菌种来源必须
要解决的问题。
四、放线菌资源的开发与利用
（一）放线菌生物多样性 1、陆生放线菌的多样性 2、海洋放线菌的多样性 3、植物内生放线菌
（二）分子生态学 伴随着放线菌分类学的发展，放线菌生态学的研究 由萌芽时期、发展时期进入到分子生物学时期，产 生了放线菌分子生态学。 放线菌分子生态学的研究内容目前主要是采用分子 生物学技术，研究不同自然环境中放线菌的多样性、 分布状况、及它们的数量动态。 应用于放线菌分子生态学研究的方法大致分两类： 全程rRNA分析法和DNA指纹分析法
言，韩国也可算是一个大国。
2、国外放线菌分类研究的特点： （1）仍有新的放线菌分类单位不断被发现 （2）一些实验室把工作重点放在利用综合手段搞清 已有菌种的归属以及各属、各种之间关系，从更高 层次理清放线菌本身，放线菌与其他细菌的关系。
二、国内概况
放线菌分类学奠基人——阎逊初院士。70年代前对放线菌 的研究几乎都集中在中科院微生物研究所，集中在链霉菌 属。
在1989年出版的《伯杰氏系统细菌学手册》，放线菌被划分在
放线菌分类1.
分子生物学研究表明，之所以绝大多数包括放线菌 在内的微生物未被发现，主要原因在于收分离条件 和技术的限制，因此，分离技术仍然是放线菌生物 学研究中的重大课题，同时也是扩大菌种来源必须 要解决的问题。
四、放线菌资源的开发与利用
（一）放线菌生物多样性 1、陆生放线菌的多样性 2、海洋放线菌的多样性 3、植物内生放线菌
（四）生物固氮
目前世界上已报道了大约8个科24个属约200个树种 具有与弗兰克氏菌共生结瘤固氮的能力，我国约有6 科8属88个种。
与弗兰克氏菌共生结瘤固氮的非豆科植物是一种重 要的固氮资源。
（五）活的但不能培养的放线菌资源 不能培养的放线菌资源如同可培养放线菌资源类似，
主要存在形式与应用前景有： 1、基因 2、代谢产物 3、特殊代谢途径 4、新的代谢调控机理 5、具有不同生态功能的微生物活细胞等 6、人工构建的、可用于科研与生产的细胞。
20世纪50年代发展起来的数值分类应用在大量独立 的菌株归群以至定种或更高类群的分类，并取得广 泛成功。
Cummins最早指出革兰氏阳性菌细胞壁化学组分是有用的 化学分类特征。经常使用的特异性化学特征包括：细胞壁 化学组分、枝酸菌、脂肪酸、磷酸类脂、全细胞蛋白及核 糖体蛋白电泳分析。
20世纪70年代进入了化学分类时期。 20世纪80年代，Stackebradt等根据16SrRNA相似性、DNA-
壁菌门、疵壁菌门、柔膜菌门，放线菌被包括在厚壁菌门 在1989年出版的《伯杰氏系统细菌学手册》，放线菌被划分在
原核生物界、厚壁菌门、分支菌纲、放线菌目
通过对放线菌16SrRNA/rDNA序列分析，提出放线杆
动物微生物4.1放线菌
项目四其他微生物任务二放线菌一、概述放线菌是一群革兰氏阳性的原核微生物，因菌落呈放线状而的得名。
在自然界中分布很广，主要以孢子繁殖，其次是断裂生殖。
与一般细菌一样，多为腐生，少数寄生。
多数无致病性，少数可引起动物疾病如牛放线菌较为常见。
二、放线菌的结构放线菌细胞的结构与细菌相似，都具备细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核等基本结构。
个别种类的放线菌也具有细菌鞭毛样的丝状体，但一般不形成荚膜、菌毛等特殊结构。
放线菌的孢子在某些方面与细菌的芽孢有相似之处，都属于内源性孢子，但细菌的芽孢仅是休眠体，不具有繁殖作用，而放线菌产生孢子则是一种繁殖方式。
1.细胞壁放线菌细胞壁的结构组成与革兰阳性细菌相似，其主要成分为肽聚糖，既有N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁借助β-1,4糖苷键连接成链状结构，再由胞壁酸上的短肽侧链进一步交联成为立体网格分子。
除极个别的例外，放线菌的革兰染色结果一般都为阳性。
在不同种类的放线菌中，短肽侧链上的氨基酸组成略有差异，这些差异常用于对防线菌的分类及鉴定。
可以根据细胞壁中的氨基酸组成不同将放线菌的细胞壁分为六种类型：Ⅰ型-含有甘氨酸和L-2,6-二氨及庚二酸和内消旋二氨及庚二酸；Ⅱ型-含有甘氨酸和内消旋二氨基庚二酸：Ⅲ型-只含有内消旋二氨基庚二酸：Ⅳ型-含有内消旋二氨基庚二酸、阿拉伯糖和半乳糖：Ⅴ型-含有蓝氨酸和鸟氨酸：Ⅵ型-含有赖氨酸和天门冬氨酸。
放线菌的细胞壁中还含有一些其他的糖类，如阿拉伯糖、半乳糖、木糖及马杜拉糖等。
2.细胞膜放线菌的细胞膜是紧贴细胞壁包含细胞质及拟核的一层膜结构。
该膜与细菌的细胞膜在结构、化学组成及生物学功能上都极为相似。
细胞膜最重要的作用是选择性地进行营养物质的运输及代谢废物的排除，特别是对于营养菌丝，起细胞膜上的载体蛋白种类十分丰富，在放线菌从周围环境吸收营养过程中发挥着重要作用。
此外，膜上的各种极性类脂、非极性类脂及细胞色素和醌类等物质在组成细胞膜结构、参与能量代谢及对放线菌的化学分类中都有重要意义。
微生物的类群(细菌放线菌病毒)表格和知识点
微生物的类群（细菌、放线菌、病毒）微生物的营养（无机盐和水）根据物理性质的不同根据培养基的化学成分的不同根据培养基的用途微生物的代谢产物的区分基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程的区分专题十生物技术实践1.知识方法梳理考纲解读：本讲内容属于新课改后变动较大的一个专题，但是因为在高考中属于选做内容，因此出题的难度不会太大。
而且在2008年考纲中对于本讲内容都归为实验类内容，提出的要求为理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。
在复习过程中要注意把握各种生物技术的实验流程，并能够加以灵活运用。
另外在考纲中把专题5DNA和蛋白质技术归到了现代生物技术内容中，专题6植物有效成分的提取并没有提及，因此在复习中可以略作调整。
要点梳理：1）．传统发酵技术的应用2）．微生物的培养与应用（1）．关于培养基培养基的种类①按照物理性质可分为液体培养基和固体培养基。
在液体培养基中加入凝固剂琼脂后，制成琼脂固体培养基。
②按功能来分可分为选择培养基和鉴别培养基。
③按照人们对培养基中成分的了解程度可分为天然培养基和合成培养。
⑵培养基的营养各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种营养物质。
满足微生物生长还需要适宜的pH、氧气的要求(根据微生物的需求提供有氧或无氧环境)、特殊营养物质等。
例如：培养乳酸杆菌需要将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需将pH调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
（2）．无菌技术消毒是指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。
消毒方法常用煮沸消毒法，还有化学药剂(如酒精、氯气、石炭酸等)消毒、紫外线消毒等。
灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
（3）．微生物的纯化平板划线法：操作简单，但是单菌落不易分离稀释涂布平板法：操作复杂，但是单菌落易分离（4）．统计菌落数目的方法测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。
主要的放线菌类型
主要的放线菌类型放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物。
因其具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，过去曾认为放线菌是"介于细菌与真菌之间的微生物"。
然而，用近代生物学技术所进行的研究结果表明，放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物，只不过其细胞形态为分枝状菌丝。
从系统发育上看，放线菌（除高温放线菌外）与全部G+细菌一起同属于这一大分支中的高G+C/mol％（60-72）群。
多腔孢囊放线菌这类放线菌包括嗜皮菌属、地嗜皮菌属和弗兰克氏菌属，其共同特征是：菌丝进行纵向和横向分裂，直接产生孢子，菌丝形成细胞群或孢子簇，细胞壁含有内消旋二氨基庚二酸(meso―Diaminopimelicacid,m―DAP)。
嗜皮菌属（Dermatophilum）：菌丝在不同的平面上形成横隔，构成砖格状细胞堆，产生直角侧向分枝。
寄生在哺乳动物体上，侵害未角质化的表皮，引起渗出性皮炎。
弗兰克氏菌属（Frankia）：该属放线菌最显着的特征是能与非豆科木本植物共生固氮。
在木麻黄和杨梅上可形成具有向上生长小根的根瘤；而在桤木、鼠李科和蔷薇科植物上形成的根瘤成簇，每簇由许多裂片状的小根瘤组成。
在有隔、分枝的菌丝体顶端的泡囊柄上，形成泡囊，泡囊具有固氮功能。
弗兰克氏菌属可利用的最适碳源是短链脂肪酸和有机酸，能利用吐温是该属独特的特征。
孢囊放线菌这类放线菌以孢囊孢子进行繁殖为突出特征。
孢子的分裂和排列方式用于区分不同的属。
（1）游动放线菌属（Actinoplanes）孢囊球状、棒状或不规则状，产生圆形或近圆形具丛生鞭毛的游动孢子。
多分布在腐烂植物和土壤中。
（2）指孢囊菌属（Dactylosporangium）孢囊指状或棒状，其内可产生规则的球形孢子，排列成单一行列。
16SrRNA寡核苷酸编目表明该属在系统发育上与游动放线菌菌属、小单孢菌属的关系密切。
（3）游动单孢菌属（Planomonospora）产生梭形、具周生鞭毛的游动孢子是该属的特征。
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DNA-DNA分子杂交的方法也很多，按反应所处的环 境可分固相滤膜法、液相羟基磷灰石法、液相复 性速率法、S1核酸酶法等。
5 多相分类系统
由于微生物生理生化学的迅速发展，加速了这趋势 并逐渐打破了原来经典的描述分类，建立了如数值 分类、化学分类、分子分类以至于现在的多相分类 新的标准，大大推进了分类学的发展。多相分类是 将表型、基因型以及系统进化分析数据综合起来作 为分类和进化分析的依据。
3 放线菌的应用
在植物病害防治中的应用 放线菌是人们最早应用到生产中的生防微生 物，但是已投入使用的微生物源杀虫活性物质中 多数是来自真菌，有部分来自细菌如昆虫的病原 菌苏云金杆菌，放线菌来源的较少，从放线菌中 发现的活性物质中，80%是来自链霉菌属。
2001年出版的《伯杰氏系统细菌学手则》第二版 把高G+C含量革兰氏阳性细菌确定为放线菌门，放 线菌归于细菌域、放线菌门、放线菌纲(亚纲)、 放线菌目(亚目)、放线菌科、放线菌属、放线菌 种。
2.放线菌的分类
从1875年Cohn发现放线菌至今已有100多年的历 史,放线菌分类学作为微生物分类学的分支学科得 到了长足的发展。 经典分类 化学分类
经典分类学：按微生物 表型特征分类
表型特征：形态学、生理生化学、生 态学等，推断微生物的系统发育。 表型特征结合分子水平上的基因型特 征（如16S rRNA)，探讨微生物进化地 位、系统发育关系并进行分类鉴定。
微生物系统学： 按亲缘关系和进 化规律分类
★微生物分类学的三个任务：分类、鉴定及命名 ☆分类是根据微生物的相似性和亲缘关系，将微生物归入不同的分类类群。 ☆鉴定是确定一个新的分离物属于已经确认的哪个分类类群的过程。 ☆命名是根据国际命名法规给每一微生物类群及种类以科学的名称。
1953 年从我国陕西省泾阳县的苜蓿根土中分离获得的细 黄链霉菌( Streptomyces microflavus ) ,用其制成的 “ 5406”抗生菌推广的面积最大。
另一种放线菌的活体制剂Mycostop, 是由芬兰的Kemira ( 1989 ) 从泥煤中分离到的灰绿链霉菌( Streptomyces griseovidis ) 的孢子和菌丝制成的制剂。主要用来防治常 见的一些土传病原菌,如腐霉菌( Pythium spp)、镰刀菌 ( Fusarium spp )、疫霉菌 ( Phytophthora spp ) 和丝核菌 ( Rhizoctonia spp )等。
类群和 2个待定种。
3 放线菌的化学分类
化学分类是研究微生物细胞不同化学特性，并利 用这些特性对生物个体进行分类和鉴定，从表观 水平深入到细胞水平。 (1) 细胞壁化学组分分类 放线菌的细胞壁是由肽聚糖胞壁酸、多糖高分子 物质组成，不同的放线菌的细胞壁组成差别很大。
根据肽聚糖的组分和结构的3个特征：四肽 链3位上的氨基酸种类，肽桥上有无甘氨酸， 肽聚糖中糖的成分。
以及对酸碱度(pH)的要求等。
பைடு நூலகம்
2.放线菌的数值分类
第一步
第二步 相似性或非 相似性进行 分析 第三步 用聚类分析 的方法划归 类群
第四步
做成一个 n x t 的数据矩阵，t 为性状指标，n 为被分离菌株
检验数值上 定义的类群
罗晓霞等人分离塔里木盆地两地区不同生态土壤中的 放线菌，并以14个靶标植物病原真菌进行拮抗性测定，
3 基于核酸结构的分析
(1) 16S rRNA / rDNA基因序列的分析
该技术目前在放线菌分类中常被用于放线菌种属的 初步鉴定, 但是值得注意的是仅根据该指标并不能 确定菌株的种属, 必须结合其他的分类指标。
(2)16S-23S rRNA 转录间区序列的分析
16S-23S rRNA转录间区序列( 16S-23S rRNA）的进 化速率比16S rRNA大10倍, 其序列大小比16S r RNA更具直接测序优势, 可鉴别防线菌属与种。但 是16S-23S rRNA的不同拷贝之间大小比较相近且不 易区分。
4 放线菌的分子分类
1.DNA碱基组成分析
G+C mol%分析已成为放线菌鉴定的基本方法,作为 描述放线菌分类单位的特征之一。放线菌属于高 G+C含量的生物, 放线菌的 G+C mol%变化最多不 超过30%。常常以G+C含量摩尔百分比的显著差异 来纠正错误的种属划分。
2 基于核酸杂交的分析
（1）DNA-DNA同源性分析
3 株生防放线菌对西瓜枯萎菌均具有较强的拮抗性， 在一定接种量下，对甜瓜幼苗具有促生和提高诱导抗 性的作用，此作用在放线菌与TF混接时表现更为明显 ( 赵娟，2010 )。 生防放线菌具有较好的定殖稳定性，能够促使西瓜根 域土壤由真菌型向细菌型转变，可在西瓜根域形成含 有大量拮抗性放线菌、可抗御西瓜枯萎菌等土传病害 致病菌的生物屏障（周永强，2008）。
（2）DNA-r RNA同源性分析
在进化中，rRNA分子的功能几乎保持恒定,而且其 分子排列顺序在有些部位变化非常缓慢,保留了祖 先的一些序列，即其序列比DNA更保守。这使得 rRNA在分类研究和系统发育上具有DNA-DNA杂交所 不可比拟的优越性。一般来说DNA-DNA杂交反映种 及亚种水平的信息, 而DNA-rRNA杂交反映的是属 与属以上水平的信息。
( 2 )培养特征
放线菌分类中基丝和生孢子气丝的颜色一向受到重视，基丝 和可溶色素的颜色为辅新增加的色素对酸碱度是否敏感的方 法极具鉴别价值。
( 3 )生化特征
明胶液化、牛奶凝固和胨化、淀粉水解、纤维素分解或在其 上生长、硝酸盐还原等。
( 4 ) 生态条件
主要是好气与嫌气、腐生与寄生、中温与嗜热(少数嗜低温)
2 放线菌的分类
1.放线菌分类地位的演变
放线菌最早由Cohn自人泪腺感染病灶中分离到1 株丝状病原菌——链丝菌而发现的。由于大多数 放线菌具有发育良好的菌丝体，19世纪前人们曾 将其归入真菌中。随着科学的发展和新技术的应 用，人们对微生物的认识逐渐深入，才将放线菌 列于细菌中。
S．A．Waksma Stackebrandt Gottlieb
3生防放线菌应用中存在的问题
放线菌作为一种具有丰富资源的微生物类群,在植 物病害生物防治中很有开发应用前景。但在自然界 有益放线菌发生往往滞后于靶标致病菌，有些种类 对环境适应范围太窄、对农药的反应比靶标病原物 更敏感、对靶标致病菌的自然控制作用太缓慢，难 以在植物病害可持续控制中发挥重要作用。
Thank you
Cross and Goodfellow
中国科学院 微生物研究所
1968年 Murry 将放线菌入原核生物界厚壁菌门。
《伯杰氏系统细菌学手册》第一版以表观特征将原 核生物界分为4个门7个纲，放线菌被列入原核生 物界、厚壁菌门、丝状菌纲放线菌目。 Stackebrandt 等根据多年对几百株放线菌与其相 近的细菌进行了系统而深入的16 S rDNA／rRNA序 列分析，搞清了上述菌的亲缘关系，于l997年提 出新的分类系统，建立了放线菌纲。
多相分类
分子分类
放线菌的分类研究
1.经典分类方法
传统分类也称描述分类，主要以形态特征、培养 特征及生理生化特征等表观分类学指征，对微生 物分类单位进行的描述分类。
( 1 )形态特征
基内菌丝体的发育程度，是否断裂，有无气生菌 丝体和孢子、孢囊、菌核以及其他结构，此外还 要说明孢子链、孢子、孢囊、孢囊孢子的形状、 大小、数目等；能游动的鞭毛以及鞭毛的位臵。
分枝杆菌科,放线菌科,嗜皮菌科,游动 放线菌，小单孢菌科,链霉菌科,诺卡 氏菌科（7个） 分枝杆菌科,放线菌科,嗜皮菌科,游动 放线菌,小单孢菌科（5个）
分枝杆菌科,放线菌科,嗜皮放线菌科, 游动放线菌科,小单孢菌科,链霉菌科, 诺卡氏菌科,弗兰克氏菌科（8个） 分枝杆菌科,放线菌科,嗜皮放线菌科, 游动放线菌科, 小单孢菌科,链霉菌科, 诺卡氏菌科,弗兰克氏菌科,高温放线 菌科,高温单胞放线菌科（10个） 放线菌科,嗜皮放线菌科,游动放线菌科 小单孢菌科,链霉菌科,弗兰克氏菌科 （6个）
放线菌的作用机理
它能够在寄主体外通过抗生作用、竞争作用、捕食 和重寄生作用, 降低病原菌的致病性、侵染效率以 及接种体密度,导致病原菌群体密度以及致病性下 降；链霉菌也可以在寄主植物组织内,诱发其产生 抗性或者产生抑菌物质,影响病原菌的繁殖、生长, 最后导致靶标致病菌死亡。
利用生防放线菌抑制草莓、丹参、魔芋、黄瓜、 棉花、番茄、辣椒、西瓜及甜瓜多种水果蔬菜病 虫害，同时有些研究表明生防放线菌具有促生作 用。 分离、鉴定引起伽师甜瓜( Cucumis melon L . )猝 倒病的病原菌。采用组织分离法，从发病幼苗上分 离病原菌，通过回接试验验证。PDA 平板上培养病 原菌，观察菌落形态特征，通过埋片、显微镜观察 其菌丝和孢囊结构，对病原菌进行初步鉴定。
NA，或不适用，或无特征性糖
放线菌全细胞糖模式类型
糖模式类型a A B 特征糖 代表属
阿拉伯糖，半乳糖 卡诺氏菌属，红球菌属，糖 单孢菌属 马杜拉糖 马杜拉放线菌，链孢囊菌属， 嗜皮菌属
C
D
无
阿拉伯糖，木糖
高温单孢菌属，束丝放线菌 属，地嗜皮菌属 小单孢菌属，游动放线菌属
(2)磷酸类酯分类 磷酸类酯是位于放线菌细胞膜上的极性类酯，不同属 的菌其磷酸类酯组分不同，它是鉴别属的重要依据之 一。分类上重要的磷酸类脂有:磷脂酰乙醇胺(PE),磷 脂酰甲基乙醇胺(PME),磷脂酰胆碱(PC),磷酸甘油(PG) 及含有葡萄糖胺未知组分的磷酸类脂(G luNus)。 (3)醌分类 醌是细胞原生质膜上的组分，在电子传递和氧化磷酸 化中起重要作用，放线菌的醌有泛醌( 辅酶 O )和甲 基萘醌等。甲基萘醌分子中的多烯侧链长度和3位碳原 子上多烯侧链的氢饱和度具有分类学意义。