1 第一章 微生物的分类、鉴定及命名-2.0-

• 新种命名： 按《国际命名法规》进行命名，在其学名后附上 “sp. nov”符号。并在规定的学术刊物(国际系统 和进化微生物学杂志，IJSEM )等上发表才能生 效。
例如： Corynebacterium pekinense sp. nov AS1.299
• 当泛指某一属微生物而不特指该属中某一具体 种时，或者还未确定种名时，可在属名后加sp. 或spp.表示，（分别代表species 缩写的单数 和复数形式），用正体字打印. 例如： • Saccharomyces sp. 表示酵母属中的一(某)个种。 • Saccharomyces spp. 表示酵母属中的一(某)些种。
型(form)—— 是亚种以下的细分，仅作后缀使用。 当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：按抗原特征的差异分为不同的血清型； 另有形态变异型、致病变异型等
纯培养(物): 在微生物学中,在人为规定的条件下培养、繁殖 得到的微生物群体称作培养物（culture）。 把从一个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖 而得到的后代称为纯培养物（pure culture）， 简称纯培养。 在实际工作中，纯培养常以试管斜面或试管液 体或试管穿刺物等形式存在。
微生物系统学：按 亲缘关系和进化规 律分类
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进行分群归类，并根
据各群间亲缘关系的密切程度排列成一个等级系统， 要求其尽可能反映各生物种群间自然的系统演化关 系。
两歧双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum）的大量菌株中， 只有“ATCC29521”菌株才是这种菌的模式种。 大肠杆菌（ E. coli）中，ATCC 11775是该种的模式种. 埃希氏杆菌属（ Escherichia ）中，大肠杆菌是该属的 模式种。
亚种(subspecies）或变种(variety)：
☆鉴定是确定一个新分离物的特征，将其归属于已 知的分类类群的过程。 ☆命名是根据“国际命名法规”给每一微生物物种 一个（唯一的）以科学的公认的名称，以便于交流 和避免物种名的混淆。
3、微生物的分类单元和分类学名词 界、门、纲、目、科、属、种——七级单元 种是最基本的分类单元
每一分类单元后可有若干辅助单元，如亚门、亚纲、亚目、亚科等 以啤酒酵母为例，它在分类学上的地位是：
第一章 微生物的分类、鉴定 及命名
本章内容提要
1 生物界的分类 2 微生物的分类学 3 分类单元和分类名词 4 微生物的命名 5 进化指针的选择 6 微生物分类鉴定的特征和技术 7 微生物的分类系统
教学提示
* 重点掌握各分类单元名称、微生物命名原则。 * 了解微生物的进化地位和分类系统。 * 难点是分类学的名词术语和常见常用微生物的 拉丁文学名，但又是必须掌握的。要求掌握的 较重要的常见常用微生物共约30个学名，希望 同学们认真领会、记忆，这是回避不了的，是 《微生物学》学习的基本功。
三 原 界 系 统
三 域 学 说 的 建 立
Carl Woese ——利用16S/18S rRNA建立分子进化树的美国科学家 16S/18S rRNA——分子计时器(molecular chronometers)或 分子尺、进化钟（evolutionary clock） 。
三域:
细菌域(Bacteria)
a）在两群生物中，如果同一种分子的序列差异很大时， ——可能进化距离远，进化过程中很早就分支了。 b）两群生物同一来源的大分子的序列基本相同或相似性很大时， ——可能处在同一进化水平上。 大量的资料表明：功能重要的大分子、或者大分子中功能重要 的区域，比功能不重要的分子或分子区域进化变化速度低。
RNA分子作为进化的指征
微生物分类的难题：
绝大部分微生物个体小、形态简单、易受环境影 响而变异、缺少有性繁殖过程、缺乏化石资料。
生物的界级分类学说
• 生物的界级分类学说： 在认识发展过程的不 同阶段存在对生物分 类的不同观点。 • 如：二界系统、三界 系统、四界系统、五 界系统、六界系统和 三原界系统直至三域 学说.
生物的五界系统
★“菌株”的数量是无限的；“种”的数量应该是有限的。 ★菌株名称表示法：紧随学名后，可随意命名。 • 种是分类学的基本单位，菌株是实际应用的基本单位，因为同 一菌种的不同菌株会有很大差别（如在代谢物的种类或产量上） • 菌株强调的是 遗传型纯。
模式种： 在微生物中，一个种只能用该种内的一个典型菌 株（type strain）当其具体代表，此即这个种 的模式种（type species ）。 例如：
1、生物界的分类
地球上的物种估计大约有200万种，其中微生物超过 10-20万种，而且其数目还在不断增加。（因已知微生 物仅占存在的10%，已开发利用的仅占已知的1%。） 在生物进化历史过程中演化形成生 物种类和种群的多样性。 生物分类就是通过研究生物的系统发育及其进化历史，揭 示各类生物的多样性及其系统发生关系，编制分类系统， 还原生物的自然历史位置。
16S rRNA被普遍公认为是一把好的谱系分析的“分子尺” 或“分子计时器” ： 1）rRNA具有重要且恒定的生理功能； 2）在16SrRNA分子中，既含有高度保守的序列区域，又有中度 保守和高度变化的序列区域，因而它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，便于序列分析； 4）rRNA在细胞中含量大(约占细胞中RNA的90%)，也易于提取； 5）16SrRNA普遍存在于真核生物和原核生物中(真核生物中其同 源分子是18SrRNA)。因此它可以作为测量各类生物进化的工具。
上述名词中： 只有种及其以上的分类单元才具有 正式分类学地位。
4、微生物的命名
微生物的名称有俗名和学名两种。
如：
红色面包霉——粗糙脉孢霉
绿脓杆菌——铜绿假单胞菌
学名——微生物的科学名称，是按照“国际命名法规” 进行命名并受到国际学术界公认的通用名称。学名由拉 丁词或拉丁化的外来词组成。学名的命名主要用双名法， 少数情况下用三名法。
5、 生物进化指征的选择:
表型 特征： 缺点： 形态结构、生理生化、少量的化石资料、 行为习性，等等
a）由于微生物可利用的形态特征少，很难把 所有生物放在同一水平上进行比较； b）形态特征在不同类群中进化速度差异很 大，仅根据形态推断进化关系往往不准确；
生物大分子作为进化标尺依据
蛋白质、RNA和DNA序列进化变化的显著特点是进化速 率相对恒定，也就是说，分子序列进化的改变量(氨基 酸或核苷酸替换数或替换百分率)与分子进化的时间成 正比。
界(Kindom)：真菌界
门(Phyllum)：真菌门 纲(Class)：子囊菌纲 目(Order)：内孢霉目 科(Family)：内孢霉科
属(Genus)：酵母属
种(Species)：啤酒酵母
人类的生物学名称
“人类”在分类学上的地位是： 界(Kindom)：动物界
门(Phyllum)：脊索动物门 脊椎动物亚门
化石资料、形态学、比较胚胎学
高等动植物分类
较正确反映其系统发育
生物分类的二种基本原则：
a）根据表型特征(phenotype)的相似程度分群归 类。这种表型分类重在应用，不涉及生物进化或 不以反映生物亲缘关系为目标；
b）按照生物系统发育相关性水平来分群归类。其目标 是探寻各种生物之间的进化关系，建立反映生物系统 发育的分类系统。
古生菌域(Archaea) 真核生物(Eukarya)
可见，人类对微生物 的认识水平是生物界 级分类的核心问题。
三域学说(three domains theory) 及其生物进化谱系树
微生物的进化地位：
通过放射性元素的计时技术，测得地球年龄约有45-46亿 年。从最古老的微生物化石叠层岩中发现，类似细菌的 生物在约35亿年前就已出现，此时地球开始由化学进化 转入到生物进化阶段（此时为单极生态系，最早出现的 生命形态主要是古生菌）； 发现蓝细菌类原核生物是在21亿年前,此时已进化到双极 生态系统，并且地球大气开始由无氧变成有氧，并且开 始有了阻挡紫外线的臭氧层，之后出现真核微生物； 大约6亿年前，水圈中出现了后生动物（摄食消费者）， 至此已形成了三极生态系；之后出现由“鱼—陆生生 物—两栖类—爬行类”的进化趋势，人类诞生至今不过 300万年。
有人认为，如果把地球年龄比喻为一年的话， 则微生物诞生的时间是在3月20日左右，人 类出现的时间是12月31日下午7时左右，所 以可以毫不夸张地说，微生物是一切生物 （包括人类）的“老前辈”。
2、微生物分类学简介
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。
纲(Class)：哺乳动物纲
目(Order)：灵长目 类人猿亚目
科(Family)：人科
属(Genus)：人属 Homo
种(Species)：智人种 Homo sapiens
种(species):是一个基本分类单位；是一大群表型特征 高度相似、亲缘关系极其接近，与同属内其他种有明 显差别的菌株的总称。
例：
大肠埃希氏杆菌 Escherichia coli （Migula）Castellani et Chalmers 1919 金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus Rosenbach 1884
枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis
关于微生物的新种——新分离到并鉴定过的、从未 记载过的微生物。
菌株(strain):任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯 种群体及其一切后代(换句话说：起源于共同祖先并保持祖 先特性的一组纯种后代群)称一个菌株。因此，一种微生物 的每一不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株。
以 大肠埃希氏杆菌的2个菌株为例：
Escherichia coli K12 和 Escherichia coli ○157:H7
◆菌株名称——在种名后面自行加上数字、地名或符号 等，如： Bacillus subtilis AS1.389 AS=Academia Sinica Bacillus subtilis BF7658 BF=北纺
丙酮丁醇梭菌 Clostridium acetobutylicum ATCC824
ATCC＝American Type Culture Collection美国模式菌种 保藏中心
再如： S. cerevisiae的常用菌株有： AS2.173 一株葡萄酒酵母 AS2.375 一株面包酵母 AS2.393 一株酒精酵母 AS2.14 一株啤酒酵母 AS2.4 另一株啤酒酵母 AS2.346 一株果酒酵母
②三名法：
用于对亚种的命名，这时在属名和种名后加写一个 subsp (排正体，可省略），然后再附上亚种名称 （排斜体，不可省略）。 如： Bacillus thuringiensis subsp galleria 苏云金芽孢杆菌腊螟亚种
◆当文章中前面已出现过某学名后面再出现时，可将后
出现的属名简写成1-3个字母。 如：Bacillus subtilis AS1.398
B. subtilis BF7658
Bac. brevis ——短芽孢杆菌
• 又如： • Escherichia coli B 大肠杆菌B株 • Bacillus subtilis AS1.398 枯草芽孢杆菌AS1.398菌株
①双名法：
学名=属名+种加词 +(首次定名人)+现定名人+定名年份
必要， 需用斜体表示 可省略, 用正体表示
属名：表示微生物的主要特征，首字母大写。由微生物 构造、形态或科学家姓氏等词经拉丁化后而成。
Baidu Nhomakorabea
种加词：表示微生物次要特征，首字母小写。可由微生 物的色素或其形状、来源或科学家姓名等词拉丁化而成.
——“种”内细分时所用单元。
当某一个“种”内的某个菌株存在少数明显而稳定的变异 特征与模式种不同，而此差异又不足以当作命名新种的依 据时，可以将这些菌株细分成小的分类单元——亚种。 变种是亚种的同义词，因“变种”一词易引起词义上的混 淆，从1976年后，已废除使用变种一词。
如：E.coli k12（野生型）培养时是不需要添加氨基酸的， 而在实验室 变异 后，可从k12菌株获得某种氨基酸的缺 陷型菌株，此即E.coli k12的一个亚种。