微生物的分类和鉴定

第五章微生物的分类与鉴定微生物的分类和鉴定•微生物分类学（microbialtaxonomy）：是一门按微生物的亲缘关系把它们安排成条理清楚的各种分类单元或分类群的科学。•具体任务–分类（classification）–鉴定（identification）–命名（nomenclature）通用分类单元•七级分类单元：界(kingdom)、门(phylum)、纲(class)、目(order)、科(family)、属(genus)、种(species)。•必要时可在两级之间添加辅助单元，如亚门。•七级分类单元的第一个字母必须大写，而且整个名称用正体字表示。如：子囊菌纲Ascomycetes•种：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、与同属内其他种有着明显差异的菌株的总称。•新种：sp.nov.或nov.sp.是speciesnovel的缩写，附在学名后。（一）学名•俗名：普通的、通俗的、地区性的名字，如：用“结核杆菌”表示“结核分枝杆菌”。•学名：一个菌种的科学名称，是按照《国际细菌命名法则》命名的，国际学术界公认并通用的正式名字。学名的命名•采用“双名制”的国际植物命名法则。•“双名制”是瑞典植物学家林奈（Linneaus）于1953年介绍的植物命名原则，该方法已广泛用于植物、动物、微生物的命名。•“双名制”是用两个拉丁文或拉丁化的其他文字组成的一个学名。•学名由属名和种名组成–书写时：属名+种名；–翻译时：种名在前，属名在后；–印刷时，学名用斜体字；书写时，在学名下加一横线表示斜体字母。如：Aspergillusniger或Aspergillusniger属名（曲霉）种名（黑）•前后有两个或几个学名排在一起时，在属名相同的情况下，后一学名中的属名可缩写成一个大写字母加一句号的形式。如：Bacillus（芽孢杆菌属）可缩写成B.•若可能产生混淆，也可写成二至三个字母，如：Bac.1、属名•属名：表示微生物的主要形态特征、生理特征或以研究者的人名表示。单数，字首大写。–根霉属、毛霉属：形态特征–丙酸杆菌属、乳酸杆菌属：生理特征+形态特征–沙门氏杆菌属：研究者的人名+形态特征2、种名•种名：说明微生物的颜色、形状、用途，有时用人名、地名、微生物寄生的宿主名称和致病的性质来表示。字母小写。–黑曲霉——颜色–巴斯德酵母——人名–北京棒杆菌——地名–猪霍乱沙门氏菌——寄生的宿主名称和致病性质•种名未确定：属名加sp.（单数）或spp.（复数）表示。–Bacillussp.一种芽孢杆菌–Bacillusspp.若干芽孢杆菌3、亚种、变种的命名•亚种：subspecies，简称“subsp.”•变种：variety，简称“var.”•命名：三名法属名+种名+（subsp.或var.）+亚种（或变种）可省略如：Saccharomycescerevisiaevar.ellipsoideus酿酒酵母椭圆变种Bacteroidesfragilissubsp.Ovatus脆弱拟杆菌卵形亚种4、新种的命名•新种：属名+种名+sp.nov.如：Corymebacteriumpekinensesp.Nov.AS1.229北京棒杆菌AS1.229新种菌株★菌株（在病毒中称毒株）：表示任何由一个独立分离的单细胞（或单个病毒粒子）繁殖而成的纯种群体及其一切后代。一种微生物的每一个不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株。★菌株的名称放在学名的后面，可用字母、符号、编号、研究机构或菌种保藏机构的缩写来表示。5、定名人、定名年份的表示•属名+种名+（首次定名人）+现名定名人+定名年份如：Escherichiacoli(Migula)CastellanietChalmers1919大肠杆菌Bacillussubtilis(Ehrenberg)Cohn1872枯草芽孢杆菌（二）微生物的界级分类学说微生物的分类系统•二界系统：植物界和动物界•三界系统：1866年E.N.Haeckel提出动物界、植物界和原生生物界（单细胞生物、无核类）。•四界系统：1956年Copeland提出植物界、动物界、原始生物界（原生动物、真菌、部分藻类）和菌界（细菌、蓝细菌）。•五界系统：1969年R.H.Whittaker提出动物界、植物界、原生生物界（原生动物、单细胞藻类、粘菌等）、真菌界（真菌和酵母）、原核生物界。•六界系统：1977年我国学者王大耜在Whittaker五界系统基础上增加病毒界。•三总界五界系统：我国学者陈世骧提出非细胞总界、原核总界（细菌界和蓝细菌界）、真核总界（植物界、真菌界、动物界）。•三原界系统：1978年R.H.Whittaker和L.Margulis提出古细菌原界、真细菌原界、真核生物原界。二界系统皂物（山毛榉科）膏物（睡莲科）核物（核果类）（豆科）（荠属）丛物（芦苇属）羽物（鸟类）（龟类）（鳖类）（鱼类）（蛇类）毛物（哺乳类）裸物（人科）小虫之属（相当于无脊椎动物）荚物植物介物鳞物大兽（相当于脊椎动物）动物生物（古代称“物生”）五界系统三原界系统（三）微生物的分类鉴定•Conventionaltaxonomy（分类学）–Morphology,biology,physiology&ecology•Moleculartaxonomy–DNAbasecomposition-GCratios（GC比例）–DNA:DNAhybridization（DNA-DNA分子杂交）–Ribotyping（16SrRNA寡核苷酸编目分析）–FAMEanalysis（脂肪酸分析）–Numericaltaxonomy（数值分类法）1、Conventionaltaxonomy•形态特征–群体：菌落形态，在半固体或液体培养基中的生长状态等；–个体：细胞形态，染色反应，各种特殊构造等。•生理生化反应–营养要求：能源，碳源，氮源，生长因子等；–酶：产酶种类和反应特性等；–代谢产物：种类，产量，显色反应等。•生态特性：生长温度，对氧的需要，宿主种类等；•生活史特点：在生活史中出现的菌体变化特点及其规律性；•血清学反应：利用抗原构造上的差别进行鉴定；•噬菌体的敏感性；•其他TheBibleofmicrobiologists-Bergey’sManualofSystematicBacteriology•Bergey'sManualofDeterminativeBacteriology-1ste1923•Bergey’sManualofSystematicBacteriology-2nde2001伯杰氏细菌手册Exampleofmethodsforidentification2、GCratios•ThesameGCratio-maybenotrelated•DifferentGCratio-sureunrelated•OccasionallyhelpfulbutgenerallyofminimalvalueDNAbasecomposition(GC%)2、DNA:DNAhybridization3、Ribotyping（16SrRNA寡核苷酸编目分析）•RFLPof16SrRNAgene–Restrictionfragmentlengthpolymophism•Molecularfingerprinting–PCRamplificationof16SrRNA–Restrictiondigestion–Probing(Southernblotting)–DataanalysisRibotyping4、Fattyacidsinbacteria环丙烷羟基FAMEanalysis（脂肪酸分析）5、Conclusion•Aprokaryotewhose16SrRNAsequencediffersbymorethan3%fromthatofallotherorganisms(thatis,thesequenceislessthan97%identicaltoanyothersequence)shouldbeconsideredanewspecies（种）•Greaterthan5-7%differencein16SrRNAgenesequencetobedifferentgenus（属）•70%DNA:DNAhybridizationforthesamespecies（种）•20%DNA:DNAhybridizationmaybeforthesamegenus（属）Numericaltaxonomy（数值分类法）•计算两菌株间的相似系数–Ssm=SJ=(总性状）（正反应性状）•列出相似度矩阵•将矩阵图转换成树状谱a+da+b+c+daa+b+c相似度矩阵树状谱数值分类法与传统分类法的比较项目传统分类法数值分类法分类原则所用特征有主次之分所用特征不分主次鉴定项目较少大量（50~数百）数据整理人工统计电子计算机运算检索方法使用双歧检索表根据相似系数大小确定种属主要特征相同者为同属相似系数小者为同属次要特征相同者为同种相似系数大者为同种