章十 微生物的分类和鉴定

1. 二界系统：1753 Linnaeus
标准： 取食方式、光和作用、运动性、 细胞壁
动物界 植物界
2.三界系统：1866 Heackel 新物种的发现，如细菌有壁、无光合作用
动物界 植物界 原生生物界—原始或古老的生命形式、 单细胞及无核类
3.五界系统：1969 （Whittaker）
原生生物界 (Protista)：单细胞藻类、 原生动物、 粘菌 真菌界 (Fungi)：真菌、酵母菌 原核生物界 (Monera)：细菌、蓝细菌 植物界 (Plantae) 动物界（Animalia）
第三节
各大类微生物的分类 系统纲要
一、Bergey 原核生物分类系统纲要 二、Ainsworth的真菌分类系统纲要
各大类微生物的分类系统纲要
原核生物分类系统纲要——伯杰氏系统细菌 学手册 真菌界分类系统很多，各国采用不同的系统， 比较混乱。近年来为较多人接受的是 Ainsworth的纲要。
亚种以下的分类单元
亚种（subspeciers）：种的进一步细分，一般指其某 一民而稳定的特征与模式中不同的种常在种名、署名 的加词后写上subsp.然后再写具体亚种的加词； 变种（ variety）：容易引起混乱； 型 form：使用中用型作为后缀；表示细菌菌株，现已 作废； 类群（group）：没有分类地位非正式地指定一组具有 某些共同性状的生物； 菌株（strain）：表示任何由一个独立分离的单细胞繁 殖而成的纯种群体极其一切后代；实际上是一个微生 物达到遗传性纯的标志。 小种（race）：涵义较乱，在不同分支学科中由不同 涵义； 相（phase）：自然界存在的微生物交互变异的一定阶 段； 态（state）：通常指微生物的菌落变异状态。
2.核酸分子杂交
DNA-DNA 杂交法 DNA-rRNA 杂交法 rRNA-rRNA 杂交法
杂交同源性: >60%, 同种 >70%, 同一亚种 20%-60%, 同一属
3.rRNA寡核苷酸编目分析
分析生物细胞中rRNA寡核苷酸序列同源性，以确定不同 生物间的亲缘关系和进化谱系的方法。
选用rRNA做生物进化和系统分类的原因
二、微生物分类鉴定中的现代方法
（一）通过核酸分析鉴定微生物遗传型 （二）细胞化学成分用作鉴定指标 （三）数值分类法
（一）通过核酸分析鉴定微生物遗传型
1.DNA碱基比例的测定 2.核酸分子杂交 3.rRNA寡核苷酸编目 4.微生物全基因组序列的测定
1.DNA碱基比例的测定
DNA碱基比例的测定即G+C%测定，是利用增色效应测定 Tm值，用Tm值确定某微生物DNA中的G+Cmol％值。 两个菌株G+Cmol％值相差： <2%无分类意义； 2.5-4.0%种内菌株； >5%不同的种； >10%不同的属。
种的分类地位举例
二、微生物的学名
学名：菌种的科学名称。菌种的学名是按照《国际 细菌命名法规》命名的国际学术界公认，并通用的 名称。 命名原则： 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
• 所有生物存在一个共同祖先，由它分三条进化路线，就 形成了三个原界：古细菌原界（Archaebacter）、真细菌 原界、真核生物原界 • 提出了内共生学说，主要是Margulis的贡献
三原界系统示意图
一、生物的界级分类学说
1.二界系统 2.三界系统 3.五界系统
生物界级学说发展的示意图。阴影部分指微生物。
三、亚种以下的几个分类单元
（一）亚种 （二）变种 （三）型 （四）菌株 /品系/毒株
（一）亚种 是一种进一步细分种时所用的单元。一般指除 了某一明显而稳定的特征外，其余鉴定特征 与模式种相同的种。命名方法按“三名法” （二）变种 是亚种的同义词。不主张再用。 （三）型 作若干菌株变异型的后缀。
（四）菌株 /品系/毒株/株
（肠管系统）
3.Biolog 全自动和手动细菌鉴定系统 全自动仪器和手动仪器鉴定
96孔的细菌培养板，其中95孔中各加有氧化还原 指示剂和不同的发酵性碳源的培养基干粉，另一个孔为 清水对照。鉴定前先把待检纯种制成适当浓度的悬液， 再吸入有八个头子的接种器中，接着用接种器按12下， 即可接种完96孔菌液。在37℃下培养，把培养基平板 放入检测室用分光光度计检测，再通过计算机系统最终 确定该样品为何种微生物。
1. 2. 3. 4. rRNA普遍存在,易于提取; rRNA重要恒定的生理功能; 在细胞中含量大，易于提取； 编码rRNA的基因在细胞中不像质粒DNA那样会转移，而是十 分稳定的 ； 5. rRNA的非常保守性--进化尺度; 6. 16S/18S rRNA 核苷酸数量适中, 信息量大,易于分析。在原 核生物核糖体所含的三种rRNA（23S，16S和5S，见图11-11） 中，其核苷酸数分别约为2900、1540和120个，其中的 16SrRNA不但核苷酸数适中，而且信息量较大且易于分析， 故是理想的研究材料。
1. 细胞的形态和习性水平：形态特征、运动、酶反应、营 养要求及生长条件等 2. 细胞组分水平：细胞壁成分、氨基酸库、脂类、醌类、 光合色素等的分析 3. 蛋白质水平：氨基酸序列分析、凝胶电泳和血清学反应 等 4. 基因或DNA水平：核酸分子杂交、（G+C）mol%、转 化和转导、16SrRNA寡核苷酸族分分析、DNA或RNA 核苷酸序列分析等
第二节 微生物在自然界的地位
一、生物的界级分类学说 二、三域学说及其发展
第二节 微生物在自然界的地位
生物的界级分类学说：是在认识发展过程中存在的 对生物分类的不同阶段的不同观点。 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 三原界系统是1978年由R.H.Whittaker和L.Margulis 提出的。
一、微生物分类鉴定的经典方法
（一）经典的鉴定指标 （二）微型、简便、快速、自动化鉴定技术
（一）经典鉴定指标
（二）微型、简便、快速、自动化鉴定技术
1.API细菌数值鉴定系统
2.Enterotube 系统
3.Biolog 全自动和手动细菌鉴定系统
1.API细菌数值鉴定系统
2.Enterotube 系统
光合营养
吸收式营养
摄食式营养
真核多细胞生物
真核单细胞生物
原核生物
植物界
导管植物 苔藓植物
真菌界
担子菌门
子囊菌门 脊椎动物 接合菌门 节肢动物
绿藻门
粘菌
动物界
甲藻
金藻门 孢子虫 肉足虫
原生生物界
细菌 蓝藻
原核生物界
二、三域学说及其发展
1980（Woese）
16sRNA共同的祖先
古细菌域：产甲烷细菌、极端嗜盐菌、极端嗜酸热菌 真细菌域：除古细菌原界以外的细菌 真核生物域：原生生物、真菌、动物、植物
三域学说及其生物进化谱系树
促使人们提出三原界学说的最重要原因是具有一系列独特性状的曾称作 “第三生物”的古细菌的发现。与真细菌相比，古细菌有以下几个特点：
（1）细胞膜的类脂特殊古细菌所含的类脂是不可皂化的。其中的中性类 脂以类异戊二烯（isoprenoid）类的烃化物为主，极性类脂则以植烷甘油醚 （phytanylglycerolethers）为主。 （2）细胞壁成分独特而多样有的以蛋白质为主，有的含杂多糖，有的类 似于肽聚糖（“假肽聚糖”），但不论是何种成分，它们都不含胞壁酸、D型 氨基酸和二氨基庚二酸。 （3）核糖体的16SrRNA其核苷酸顺序独特，既不同于真细菌，也不同于 真核生物。 （4）tRNA成分其核苷酸顺序也很特殊，且不存在胸腺嘧啶。 （5）蛋白质合成的起始密码始于甲硫氨酸，与真核生物相同。 （6）对抗生素等的敏感性对那些作用于真细菌细胞壁的抗生素如青霉素、 头孢霉素和D-环丝氨酸等不敏感；对真细菌的转译有抑制作用的氯霉素不敏感； 对真核生物的转译有抑制作用的白喉毒素却十分敏感。 （7）生态条件独特有的是严格厌氧菌，如产甲烷菌（metnanogens）； 有的是极端嗜盐菌（extremehalophiles）；有的则是嗜热嗜酸菌
真细菌原界
紫色细菌 蓝细菌 黄杆菌 G+细菌
真核原界
真菌
绿色非 硫细菌
动物
纤毛虫
植物 鞭毛虫 微孢虫
嗜热菌 原始祖先 RNA?
极端嗜盐菌
甲烷细菌
极端嗜酸热菌
古细菌原界
内共生假说
现今一切生物都有一个共同的远祖进化而来。小细胞先分 化出细菌和古生菌。古生菌分支上的细胞丧失细胞壁后， 先后吞噬了α变形细菌（相当于G-细菌）和蓝细菌，并形 成了内共生，从而使两者进化成与宿主细胞难分难解的细 胞器—线粒体和叶绿体，于是宿主最终也就发展成了各类 真核生物。
二、Ainsworth等人的菌物分类系统纲要
（用菌物代替以往的真菌）
目前广为接受Ainsworth第7版的分类系统及第八版
菌物界
Ainsworth等人的菌物分类系统纲要
第四节 微生物分类鉴定的方法
一、微生物分类鉴定的经典方法 二、微生物分类鉴定中的现代方法
微生物的鉴定


主要步骤：纯化、测定一系列必要的指标、查找 权威性鉴定手册 鉴定方法分四个水平：
微生物的分类和鉴定
微生物分类学定义：按微生物的亲缘 关系和进化规律把它们安排成 条理清楚的各种分类单元或分 类群的科学。
任务：分类、鉴定、命名
第一节 通用分类单元
一、种以上的系统分类单元
界 Kingdom
门 Phylum（或Division）——亚门
纲 Class ——亚纲 ——超目 目 Order ——亚目 科 Family ——亚科 ——族 ——亚族 属 Genus 种 Species