酵母菌的分类鉴定

真菌分子系统学研究常用基因和DNA区段
细胞核rRNA基因(rDNA)及其间非编码区
Small Subunit (SSU) rDNA (18S) Large Subunit (LSU) rDNA (26S, 28S) Internal Transcribed Spacer (ITS) Intergenic Spacer (IGS)
酵母菌分类
95属，723种 (The Yeats, a Taxonomic Study, 4th edn., 1998)
Accomycetous Yeasts (子囊菌酵母)
Ascomycota
“Archiascomycetes” Schizosacchromycetales Taphrinales Protomycetales Pneumocystidales Euascomycetes Saccharomycetales (11 families)
B. Basidia globose, nonseptate
Graphiolales
C. Basidia cylindric, nonseptate
Cryptobasidiales Exobasidiales
Basidiomycetous Yeasts (担子菌酵母)
Teleomorphic taxa
b B. 子囊孢子
b
b
a
担子菌酵母的有性繁殖
双核菌丝的形成
担子菌酵母的有性阶段 a) 萌发的冬孢子(teliospore)
b) 产生担孢子的担子
C. 营养细胞的形态特征
• 酵母菌的营养细胞可呈球形、亚球形、椭圆形、卵形、 圆柱形、腊肠形、瓶状、杆状、柠檬形、S曲线形、半 月形或三角形等各种形状。营养细胞的形状可反映无 性繁殖方式，有时也是属或种的特征，如瓶状细胞是 采取单端芽殖的Malassezia属的特征，柠檬形细胞的 繁殖方式往往是两端芽殖，三角形细胞是三角酵母属 (Trigonopsis)的特征，而Metschnikowia lunata和 Candida peltata两个种的营养细胞多呈半月形。
IV
AS 2.1678T JCM 9396T CBS 2022T
V
AS 2.1681
VI
CBS 5265T
Kb
2200
1600
1125
YNN 295
680
450 225
Bai et al. 2000. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 50: 417-422.
EΒιβλιοθήκη Baiduectrokaryotypes of the Six Groups in the C. guilliermondii Complex
皮肤，粪 土壤，水，植物 便 痰，尿， 富营养土壤和水 粪便 不详 不详 陈鸽子粪，桉树 痰(少见) 花 皮肤 不详 不详 昆虫，土壤 食品，水果，土 痰 壤 皮肤， 土壤，水 头发
阴道炎(少见) 腹膜炎，心内膜炎 不详 皮肤(少见) 皮炎 不详 不详 白结节病 脑膜炎 肺病，CNS 肺病 淋巴结 扩散 扩散
代表性感染 表层
阴道炎 阴道炎 耳炎(少见) 不详 不详 不详 不详 onchomycosis
深部
扩散 骨髓炎 心内膜炎，联合感染 扩散 扩散 扩散 扩散 心内膜炎，
endophthalmitis
生境 人体
黏膜 尿，痰， 粪便 痰，粪便 痰 痰 痰，粪便 痰，尿
体外
少见 土壤，水(少见） 土壤，水 奶制品 水，土壤 动物粪便 水，土壤
双 糖：蔗糖，麦芽糖，纤维二糖(cellobiose)，海藻糖(trehalose)，乳糖，密二糖(melibiose)； 三 糖：棉子糖，松三糖(melezitose)；
多 糖：可溶性淀粉；
醇 类：赤藓糖醇(erythritol)，核糖醇(ribitol)，D-甘露醇(mannitol)，肌醇(inositol)，甘油(glycerol)，
半乳糖醇(galactitol)，D-山梨醇(sorbitol or glucitol)；
有机酸：琥珀酸(succinic acid)，柠檬酸(citric acid)，DL-乳酸(lactic acid)； 糖 苷：杨梅苷(salicin)。
3. 氮源化合物的同化
硝酸盐( nitrate) 盐酸乙胺(ethylamine.HCl)， L-赖氨酸(L-Lysine) 肌酸酐(creatinine) 亚硝酸盐(nitrite) 二盐酸尸胺(cadaverine.2HCl) 肌酸(creatine)
D. 菌落形态特征
• 液体培养基中的形态
– 底部有无沉淀及其质地，表面有无膜醭或岛状醭及其质地，有无菌 环
• 固体培养基上的形态 • a. 菌落质地：是否为奶酪状，粘液状，松脆状或坚韧状。
• b. 菌落颜色：常为乳白色或奶油色，但注意是否有黄色，橙色， 综色或红色等色调。
• c. 菌落表面特征：是否返光或暗淡，是否平滑或粗糙，有无纹状， 皱拆或疣状突起。 • d. 菌落边缘：是否平滑(全缘)，波浪状、蚀刻状，根状或流苏状。
木糖 Xylose
IV. 超微结构—细胞壁和芽殖方式
Ascomycete-type
Basidiomycete-type
超微结构 — 隔膜
(A) Ascomycete type (B) Basidiomycete type (C) Basidiomycete type
V. 分子分类和分子系统学

II. 生理生化特征
1. 糖类化合物的发酵
葡萄糖(glucose) 麦芽糖(maltose) 半乳糖(galactose) 乳糖(lactose) 蔗糖(sucrose) 棉子糖(raffinose)
2. 碳源化合物的同化
六碳糖：半乳糖，L-山梨糖 (sorbose)；
五碳糖：D-木糖(xylose)，L-阿拉伯糖(arabinose)，D-阿拉伯糖，D-核糖(ribose)，L-鼠李糖(rhamnose)
E.
菌丝形成
有些酵母菌在进行芽殖时，芽细孢在与母细胞脱离之 前连续芽殖，形成丝状体，这种由细胞连续芽殖而形 成的菌丝称为假菌丝(pseudohyphae)。 有些酵母菌还可形成具分隔的真菌丝，真菌丝是由顶 端细胞不断生长并产生分隔形成的。 在形态上假菌丝与真菌丝的区别主要为：真菌丝的分 隔较直，在分隔处没有缢缩或缢缩不明显，顶细胞往 往长于后面的细胞，而假菌丝的分隔只是两个细胞的 交接点，弯曲且有明显的缢缩，顶端细胞一般不会长 于后面的细胞。
分子系统学：DNA Sequencing
DNA(或RNA)特定区段的碱基序列 测定和比较
18S
ITS1
5.8S
ITS2
D1/D2
26S
用于分子系统学研究的基因或DNA区段选择
应符合下列要求：
1) 2) 3) 4) 适当的演化速率； 单拷贝或至少以单拷贝的方式演化； 在所有分类群中具有相同的功能； 了解或可检测其碱基组成和密码子偏好。

变种间：40-60%

脉冲电泳核型分析
核型 (Karyotype)：真核细胞的染色体组成，包括 染色体数目、大小、形态结构等
人类细胞染色体
真菌细胞染色体
脉冲电泳(Pulsed-Field Gel Electrophoresis, PFGE)的原理及优势
原理：电场不断改变, 迫使DNA分子的泳动方向做相应 的改变。小的DNA分子比大的变形快，故前者比后者 泳动速度快，从而将不同大小的DNA分子分开。 E1
Basidiomycetous Yeasts(担子菌酵母)
Teleomorphic taxa
I. With “simple” septal pores A. Basidia cylindric, transversely septate
Ustilaginales Sporidiales Platygloeales Septobasidiales Atractiellales Agaricostilbales
E2
优势：分辨率可达10,000Kb (10Mb)以上
Yeast cells
Protoplasts
Agarose plug
Saccharomyces cerevisiae
+
+
+
+
Chromosomes
Kb
2,200 1,600 1,125 1,020 945 825 785 750 680 610 565 450 365 285 225
#
XII IV XV,VII XVI XIII II XIV X XI V VIII IX III VI I
CHEF electrophoresis
Ethidium bromide stained gel
Group:
CBS 2030T
I
CBS 7099T
II
JCM 9569T
III
CBS 5256T
4. 在无维生素培养基中的生长情况测试 5. 温度试验
能否在37º C下生长是酵母菌分类中一个很重要的特征 35º C、40º C下的生长能力也经常用到 最高生长温度
III. 化学分类特征
• 辅酶Q (CoQ，泛醌)分子类型 Q-6~Q-10，属内一致性
化学分类特征
• 细胞壁(或全 细胞)水解液 单糖组成
酵母菌是主要以单细胞形式存在的真菌， 以芽殖或裂殖方式进行无性繁殖，有性 生殖阶段不产生子实体。
致病酵母菌引起的症状及其生境
菌种
Candida albicans Candida glabrata Candida Candida Candida Candida Candida guilliermondii kefyr krusei lusitaniae norvegensis
Candida parapsilosis Candida tropicalis Candida viswanathii Cryptococcus neoformans Malassezia furfur Pichia angusta Saccharomyces cerevisiae Trichosporon spp.
d. 裂殖(fission)：细胞以横裂的方式进行增殖
c
a b
d
酵母菌细胞扫描电镜照片，示芽殖细胞(B)和芽痕(箭头)
无性繁殖方式
节孢子Arthrospores
掷孢子Ballistospores
B. 酵母菌的有性繁殖
子囊菌酵母
a. 非结合子囊：双倍体的营养细胞直接转化为子囊，如Saccharomyces中的种 b. 结合子囊：两个单倍体营养细胞结合发生质配和核配，产生双倍体子囊细胞
II. With dolipore septa, parenthesome cupulate
A. Bsidia “cruciate-septate”
Tremellales
B. Basidia aseptate
Filobasidiales
Anamorphic taxa
Sporobolomycetaceae
DNA碱基组成(DNA Base Composition)

属内差异多在10%以内 种内差异1.0-1.5%(浮力密度法)或2.0-2.5%(热变性法) 一对菌株的变性总DNA之间杂交复性的程度和稳定性， 通常以相对结合百分率表示 种 种 内：> 70% 间：< 40%

DNA-DNA同源性 (DNA-DNA Homology)
念珠菌(Candida)等酵母菌 的分类和鉴定
白逢彦
中国科学院微生物研究所
Tel: 010 - 6262 6752 E-mail: baify@im.ac.cn
什么是酵母菌?
Yeasts are fungi with vegetative states that predominantly reproduce by budding or fission, resulting in growth that is comprised mainly of single cells, and with sexual states that are not enclosed in fruiting bodies.
Cryptococcaeae
传统分类方法 I. 形态特征 酵母菌的细胞形态及无性繁殖方式
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces paradoxus
Saccharomyces pastorianus
A. 无性繁殖方式
a. 单极芽殖(monopolar budding)：细胞只在一端出芽 b. 二极芽殖(bipolar budding)：出芽只局限于母细胞相对的两端 c. 多边芽殖(multilateral budding)：出芽发生于细胞上的多个位点