第十章 微生物的分类鉴定

4.新种(属)要在“国际系统分类细菌学杂志”(IJSB)上发表。
5.菌名的更改要得到仲裁委员会同意,并发表在IJSB上 才能有效。
微生物的学名：菌种的科学名称。
命名原则：由“属名+种名”构成； 属名：用希腊字或拉丁字或拉丁化了的其它文字 组成。属名用来描述主要特征，如形状、构造 或者科学家的名字； 种名：用拉丁文或拉丁化的文字或人名表示 ,种名 用来描述色素,来源或科学家的名字。
第13章 微生物的分类与鉴定
一、概述：
• 分类系统不管是生物的 ,还是非生物的 ,都 是信息存取系统, 这个系统的建立是为了存入 或者取出信息,便于查找,考证,便于使用, 便于 认识。
1.分类有以下三个目的:类有以下三个目的:
(1)为了研究工作,生产应用,便于查找。 (2)了解生物进化途径。 (3)了解各生物间的亲缘关系。
(二)培养特征:
培养特征主要指 菌落特征: 1. 菌落大小,一般量直径 2. 形状:圆、扩展、不规则、变形虫状等。 3. 边缘: 踞齿状 波形 放射状。 4. 隆起度: 5. 透明度:半透明,透明,不透明。 6. 质地:粘稠、疏松、紧密。 7. 颜色:正面颜色,反面颜色。 液体培养特征: 1.混浊度 2.有无沉淀 3.有无浮膜及浮膜厚度 4.半固体穿刺培养的生长及运动性
三、命名法规及双名法：
关于原核微生物的命名, 国际上有一个“国际细菌命名 法规”该法规有以下主要规定: 1.细菌名称发表的优先权为1980年1月1日。 在1980年1月1日以前,由斯克尔曼教授为主对世界 上的细菌名称进行了清理 , 保留了 3500 个菌名 , 废除了 26400个菌名 ,从 1980年 1月1日起 ,凡是保留的 3500个菌 名以外的谁先发表属于谁。 2.新种的命名不应与已发表的真菌 ,藻类、原生动物同 名。 3. 种名要用拉丁文 , 用双名法表示 , 新种要有典型菌株 , 新属要有典型种,并要同时发表菌种的保藏号。
(四)生态特征
(1)、对pH的要求: (2)、对温度的要求 (3)、海水、淡水 (4)、动、植物体表,体内 (5)、腐生、寄生。 生态特征只作分类参考不作分类依据。
五、现代微生物分类法
1.DNA中G+C含量:
DNA由A:腺嘌呤 T:胸腺嘧啶 G：鸟嘌呤 C:脆嘧啶 四种碱基组成 , 不同的原微生物 , 其 DNA 中的 G+C 的 百分含量不一样,现在把它作为原核生物的重要分类 依据。
传统分类法的毛病是人们对特征重要性的认识带有很大的人为因素。 如: a菌: 圆、运动 b菌: 圆、不动 c菌: 杆、运动 d菌: 杆、不动 根据人们对特征重要性的认识的不同,可以划分为下面两个图: 圆 杆 一级 运动 不 动 运动 不动 运动 不动 二级 圆 杆 圆 杆 例
从生物进化的角度 ,到底是先演化形态 ,后演化运动器官，还是先演化运动器 官, 后演化形态?传统分类无法说清,分类工作者大都根据自己的爱好,有的 先选择形态,有的先选择运动器官。
(1) 形态: (2) 大小:菌体 宽×长 或者直径大小 (3 ) 排列: (4) G染色反应: G+、G—,G不定。 (5) 细胞内含物:聚β-羟基丁酸,异染粒,硫粒等。 (6) 鞭毛与运动性: (7) 荚膜有无。 (8) 芽胞: (9) 发育过程中的形态变化: (10) 特殊构造: a.放线菌的分枝及孢子形态; b.鞘细菌有鞘: c.柄细菌有柄: d.粘细菌形成子实体:
其它术语:
克隆:是从单个亲本细胞得来的细胞群体。 菌株 : 是由纯培养的单个分离物的后代组成的 , 菌 株通常是由单菌落衍生而来, 而产生原始菌落的菌 数是未知的,故大多数菌株不被认为是克隆。 菌株编号 : 从自然界分离到的微生物尽管属于同 一个种 , 但由于它们来源不一样 , 它们之间总会有 些细微差异,这些同种但来源不同的纯培养体就是 不同的菌株。 通常用编号表示如7216、140等。 群:在自然界中有些微生物的种类其特征介于两个 种之间 , 彼此不易严格区分 , 于是我们就把这两个 种和介于它们中间的一些微生物统称为一个 “群”。
（三)生理特征:
(1) 对氧气的需要: 嫌气, 兼嫌气 (2) C素营养: A. 属何种营养类型:光能自养,光能异养, 化能自养，化能异养 B. 对各种有机C化物的利用: 糖类(单糖、双糖、寡糖、多糖) 有机酸、 醇、 醛、 烃类(CH4) (3)N素营养 A．无机N化合物 NO3-盐 NH4+盐 B．有机N化合物 尿素、 碱基、 核甘酸 、 AA 、 蛋白质 C、分子N D、NO3还原 E.、aa自养、aa异养 (4)代谢产物及分泌物 a.代谢产物:各种有机酸,气体 b.N代谢产物:H2S、NH3,吲哚 c.产生各种酶:蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶、尿酶等。 d.产生各种色素:可溶性色素,脂溶性色素。 e.抗菌素的产生。
• 数值分类法:所谓数值分类法,就是用数理统计方法来 处理细菌的各种特征, 求出相似值,以其相似性的大小 决定细菌在分类学中的关系 ,并把它们分为各个类群。
数值分类可归纳为以下几个步骤
(1)选择分类单位 分类单位可以是菌株 ,也可以是种 , 在数字分类中分类单位称为运算单位 (OTU)。 (2)选择分类特性 特征数目不少于50-60个 (3)进行特征鉴定 取得各项特征的数据 +特征记1 - 特征记0
(二) 、遗传分类法
六十年代以后 ,由于分子生物学的发展 ,原核 微生物的分类把以表型特征为主的分类学 开始深入到以基因型为主的分类。 遗传分类法的特点：主要是从遗传学角度 评价微生物间的亲缘关系。以GC含量和不 同来源的 DNA 之间碱基顺序的类似程度及 同源性为依据,排列出一个个分类群。
(三) 、数值分类法:
特
菌 株
征 D
+
A
+
B
-
C
+
E
+
F
-
G
-
H
+
I
+
J
-
1
2
3 4 5
-
+
+
+
-
-
+
+
-
-
+
+
+
+
-
+
nc
-
-
+
-
+
-
-
-
+
-
nc
+wk.baidu.com
+
+
+
+
-
-
+
+
+
-
-
计算匹配系数：
S1 S1 S1 S1 S 2
2

3
4
5
3
3 2 10 0 3 0 10 1 1 1 10 1 3 1 10 0 3 2 10 1
(一)经典分类法:
经典分类法又叫传统分类法:已沿用了100多年,主要是运用形态 特征和生理特征 ,在这些特征中又分主要特征和次要特征 ,一 般形态特征为主要特征。 最后用双歧法排列出一个个分类 群。经典分类法仍是目前广泛采用的方法。 例如红螺菌目中红螺菌科属的划分: Ⅰ细胞螺旋状 属Ⅰ:红螺菌属(Rhodospirillum) Ⅱ细胞杆状,卵形或球形,不形成丝状体 属Ⅱ:红假单胞菌属(Rhodopseudomonas) Ⅲ细胞卵形到伸长的卵形,形成丝状体 属Ⅲ:红微菌属(Rhodomicrobium)。 各属以下种的划分则是根据细胞大小及生理特性如对氧气的需 要,生长的pH 环境及培养物的色素等。
(4)计算相似性 相似性在原核生物分类中 , 常用 Sm( 匹配系数 ) 或 Sj(相似系数)表示。二者的计算公式为： Ssm=(a+d)/(a+b+c+d) Sj=a/(a+c+b) 匹配系数公式常改为Ssm=(a+d)/(a+b+c+d)-nc a、表示两个OTU的性状编码皆为“1”的个数； b、表示一个OTU为“1”，另一个OTU为“0”的 性状个数； c、表示一个OTU为“0”，另一个OTU为“1”的 性状个数； d、表示两个OTU皆为“0”的性状个数。
微生物分类的基本单位是“种”
例如枯草芽孢杆菌的分类顺序如下:
界-原核生物界(procaryatae) 门--原壁菌门(Firmicutes) 纲---芽孢菌纲(Bacilla) 目----芽孢菌目(Bacillales) 科-----芽孢菌科(Bacillaceae) 属------芽孢杆菌属(Bacillus) 种--------枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)
DNA-rRNA杂交
rRNA具有很强的保守性，当DNA－DNA杂交率很低 时，利用DNA-rRNA杂交仍可出现很高的杂交率
核酸探针：
核酸探针是用标记 DNA 检测未知 DNA 是否与其互补。 核酸探针杂交方法有菌落原位杂交、斑点杂交 (dotblotting)和印迹杂交（Southern blotting）等。
2.任务： 分类、鉴定、命名 3.定义： • 现代分类学基本上有两派,一派强调形态特征,一 派强调亲缘关系。 形态特征————表现型 亲缘关系————基因型 • 按微生物的亲缘把它们安排成条理清楚的各种 分类单元或分类群的科学。
二、细菌的分类单位与命名法规 微生物的分类单位依次分为:
界（Kingodm） 门(phylum) (亚门) 纲(Class) (亚纲) 一、细菌的分类单位与命名法规 目(order) (亚目) 科(family) (亚科) 族(group) (亚族) 属(genus) (亚属) 种(species)
亚种是种以下的唯一分类单位。也是分类地 位的最低等级, 微生物学中把实验室获得的稳 定变异型菌种称为亚种。
变种是亚种的同义词 ,因会引起混乱,故不主张使用, 在新的命名法中没有地位。 亚种以下的术语有: 生物变异型(biovar) 化学变异型 (chemovar): 产生某种化合物或其产量 异常。 致病变异型(pathovar):对一个或多个寄主的致病反 应。 噬菌体变异型(phayovar):对噬菌体的反应。 血清变异型(serovar):抗原特性。
学名=属名+种的加词+（首次定名人）+现名定名人和
鲜明定名年份
• 规定与常识：属名应大写首字母、单数、可以组 合外而成。种的加词代表一个种的次要特征，首 字小写
例如:Bacillus thuringiensis Berliner 1915; 属名 种名 定名人 定名时间
四、传统的微生物分类方法
(一)形态特征:
同种不同菌株G+C mol%差异应在4-5%以下。 同属不同种的G+C mol%差异应小于10-15%， 通常小于10%。
G+C%的测定方法: 测定DNA的解链温度(或Tm测定法)
2.DNA－DNA杂交
通过测定两菌株DNA的碱基顺序的相似性(同源性),来 判断两菌株的亲缘关系。 同源性＞60%为同一个种 同源性＞70%为同一个亚种 同源性20-60%为同属不同种
标准菌株是人们最先发现 , 并进行过描述具有典 型特征的菌株。
新种： sp.nov.或 nov. sp.，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 允许人们从中取得。
一 个 微 生 物 新 种 的 建 立 必 须 在 IJSB(International Journal of systematic Bactiology)(国际系统细菌学杂 志)上发表。然后被添加在《细菌名称批准目录》中。 新种的标准菌株要送交“世界菌种保藏联合 会”(WFCC),并存入微生物资源中心( Microbiologycal Resources Center)简称(MIRCEN)。 • 细菌名称发表的优先权为1980年1月1日,即《细菌名称 批准目录》中没有的1980 年1月1日以后谁先发表属于 谁。
3、血清学反应:
• ( 在免疫学中 , 细菌细胞表面的物质可以分为三 种抗原:即:鞭毛抗原(H抗原); 表面抗原(如K抗原); 胞壁抗原(O抗原)。 一些原核微生物种以下的划分可以根据它们 某种抗原性的差异, 区分为不同的血清型或者 菌株。
三、原核微生物的分类方法:
目前常用的分类方法有以下4种: ①以形态生理特征为主的传统分类法 ( 经典 分类法) ②以DNA为主的遗传分类法 ③数值分类法 ④化学分类法
种的概念： 种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 种有明显差异的菌株的总称。在微生物中，一个 种只能用该种内的一个典型菌株作为具体标本， 它就是该种的模式种。 种与其它分类级的区别在于: 1.它是繁殖的基本单位。 2.它是分类的基本单位。 3.划分种要有标准菌株: