微生物分類鑒定

1、關(guān)于微生物的分類鑒定第一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地球上開始出現(xiàn)生命，主要是些類似簡(jiǎn)單桿狀細(xì)菌的原始生物。大約46億年前，地球形成；大約35億年前，通過(guò)“前生命的化學(xué)進(jìn)化”過(guò)程漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程千姿百態(tài)的生物種類第二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月形成于35億年前的微生物化石主要是些類似簡(jiǎn)單桿狀細(xì)菌的原始生物形成于8.5億年前的微生物化石20億年前以后的巖石中的微生物的化石形態(tài)多樣性明顯增多第三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月形成于10億年前的微生物化石形態(tài)上非常類似于現(xiàn)代的藍(lán)細(xì)菌，進(jìn)行不產(chǎn)氧光合作用的光能自養(yǎng)菌，及化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)的硫細(xì)菌。形態(tài)上類似于現(xiàn)代的綠藻（

2、真核生物）第四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月微生物分類學(xué)的基本任務(wù)： 對(duì)已知的大量的提煉出分類單元1、分類2、鑒定3、命名給新發(fā)現(xiàn)物種命名（一般用拉丁語(yǔ)）對(duì)未知的個(gè)別的進(jìn)行鑒定，歸入分類系統(tǒng)第六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一 分類單元界（Kingdom）門（Phylum或Division） 綱（Class） 目（Order） 科（Family） 屬（Genus） 種（Species） 第一節(jié) 通用分類單元 第七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二 種的概念 動(dòng)物的種：凡兩個(gè)能互相交配產(chǎn)生具有有性生殖能力的物種。 微

3、生物的種：是最基本的分類單元，它是表型特征高度相似，親緣關(guān)系極其相近，與同屬內(nèi)的其它種有著明顯差異的菌株的總稱。 菌株（Strain）：任何由一個(gè)獨(dú)立分離的單細(xì)胞繁殖而成的純種的種群（純培養(yǎng)物）及其一切后代。 模式菌株（種）：是被指定的代表一個(gè)種的菌株，該菌株具有此種的各個(gè)典型形狀，即具體的種。 第八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Bacillus subtilisASI.398Bacillus subtilisBF7658生產(chǎn)蛋白酶生產(chǎn)淀粉酶第九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三 學(xué)名 屬名：在前，一般用拉丁文名詞表示，字首字

4、母大寫，表示形態(tài)、構(gòu)造等主要特征。 種名：在后，常用拉丁文形容詞表示，全部小寫，表示來(lái)源、寄主、顏色等次要特征。 若所分離的菌株只鑒定到屬，而未鑒定到種，可用sp來(lái)表示，例如 Bacillus sp.（spp.）1、雙名法 學(xué)名屬名種加詞（首次定名人）現(xiàn)定名人定名年份 斜體 正體（一般省略） 第十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、三名法 命名一亞種或變種時(shí)用三名法。 學(xué)名屬名種加詞符號(hào)Subsp或Var亞種或變種的加詞 斜體 正體（可?。?斜體 亞種（sub species，subsp，ssp.）：進(jìn)細(xì)一步的分類單元，一般指除某一明顯而穩(wěn)定的特征外，其余鑒定特征與模式種相同的種。

5、 變種（Variety，Var）：亞種的同義詞，現(xiàn)已不用。 型（Form）：菌株的同義詞，現(xiàn)已廢除。 第十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四 微生物在生物界中的分類地位 1、界級(jí)分類 1753年，二界：動(dòng)物界、植物界*； 1860年，三界：動(dòng)物界、植物界、原始生物界*； 1956年，四界：動(dòng)物界、植物界、原始生物界*（原生動(dòng)物、真菌、藻類）、菌界*（細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌）； 第十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1949年，六界：后生動(dòng)物界、后生植物界、原生生物界* 、真菌界*、原核生物界* 、病毒界*； 1977年，王大耜 六界：在五界基礎(chǔ)上加一病毒界*； 1996年，六界：動(dòng)

6、物界、植物界、原生生物界*、真菌界*、真細(xì)菌界*、古細(xì)菌界*。 1969年，五界：動(dòng)物界、植物界、原生生物界*、真菌界*、原核生物界*； 第十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、三域?qū)W說(shuō)（三原界系統(tǒng)） 細(xì)菌域（真細(xì)菌原界）、古細(xì)菌域（古細(xì)菌原界）、真核生物域（真核生物原界） 古細(xì)菌特點(diǎn)：1）細(xì)胞壁缺乏常規(guī)肽聚糖成分； 2）細(xì)胞壁類脂成份特殊； 3）16s rRNA核苷酸序列特殊； 4）tRNA成份特殊，無(wú)T； 5）Pr合成的起始密碼特殊：甲硫氨酸（與真核生物同）； 6）生態(tài)條件特殊。 第十五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月五 各大微生物的分類系統(tǒng) 1、細(xì)菌 細(xì)菌、放線菌等

7、原核微生物的分類系統(tǒng)很多，目前較有代表性和最有影響的分類系統(tǒng)是美國(guó)的伯杰氏細(xì)菌學(xué)鑒定手冊(cè) (Bergeys Manual of Determinative Bacteriology ，簡(jiǎn)稱“手冊(cè)” ) 1923 年第一版以來(lái)，相繼于 1925 、 1930 、 1934 、 1939 、 1948 、1957 、1974和1994年出版了第二版至第九版 第十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2000 年，Bergeys Manual of Systematic Bacteriology 第二版編輯完成并分成 5 卷陸續(xù)出版。在此第二版中，細(xì)菌域分為 16 門， 26 組， 27綱，6

8、2目，163科，814 屬，收集了4 727個(gè)種。古菌域分為2門，5組，8綱，11目，17科，63屬，收集了208個(gè)種。供收集進(jìn)原核微生物4 935個(gè)種。 在 1984 1989 年間，“手冊(cè)”的出版者出版了伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè) (Bergey s Manual of Systematic Bacteriology ，簡(jiǎn)稱“系統(tǒng)分類學(xué)手冊(cè)” ) 與“手冊(cè)”有很大不同：首先是在各級(jí)分類單元中廣泛采用細(xì)胞化學(xué)分析、數(shù)值分類方法和核酸技術(shù)，尤其是 16S rRNA 寡核苷酸序列分析技術(shù)，以闡明細(xì)菌的親緣關(guān)系，并對(duì)第八版手冊(cè)的分類作了必要的調(diào)整。 第十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、菌

9、物（真菌） 1995年，安貝氏菌物詞典，第八版。 第十八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 微生物的分類鑒定 一 經(jīng)典指標(biāo) 1、個(gè)體細(xì)胞形態(tài)、大小、排列方式，染色反應(yīng)，有無(wú)運(yùn)動(dòng)，各種特殊構(gòu)造特征等2、形態(tài)特征菌落形態(tài)，在固體、半固體或液體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)狀態(tài)等 第十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、營(yíng)養(yǎng)要求碳源、氮源、礦質(zhì)元素、生長(zhǎng)因子等4、生理生化特征代謝產(chǎn)物種類、產(chǎn)量、顯色反應(yīng)等產(chǎn)酶種類和反應(yīng)特征等5、酶第二十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月生理生化特征在以實(shí)用為主要目的表型分類中，生理生化特征往往是細(xì)菌分類鑒定的主要特征。腸道菌科細(xì)菌屬和種的分類鑒定就

10、是如此。能否發(fā)酵乳糖能否以檸檬酸為唯一碳源產(chǎn)生賴氨酸、脫羧酶志賀氏菌屬產(chǎn)生硫化氫沙門氏菌屬是否產(chǎn)生3-羥基丁酮檸檬酸桿菌屬埃希氏桿菌屬腸桿菌屬第二十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6、生態(tài)學(xué)特性生長(zhǎng)溫度，對(duì)氧的需要，酸堿度要求，宿主種類，生態(tài)分布等 7、血清學(xué)反應(yīng) 8、噬菌體的敏感性第二十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月形態(tài)和生理生化特征是最常用的細(xì)菌分類、鑒定指標(biāo)第二十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在現(xiàn)代微生物分類中，任何能穩(wěn)定地反映微生物種類特征的資料，都有分類學(xué)意義，都可以作為分類鑒定的依據(jù)。形態(tài)學(xué)特征、生理學(xué)特征、生態(tài)學(xué)特征從不同層次(細(xì)胞的、分子

11、的)，用不同學(xué)科(化學(xué)、物理學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)、分子生物學(xué)等)的技術(shù)方法來(lái)研究和比較不同微生物的細(xì)胞、細(xì)胞組分或代謝產(chǎn)物，從中發(fā)現(xiàn)的反映微生物類群特征的資料。生物分類的傳統(tǒng)指標(biāo)：第二十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二 現(xiàn)代指標(biāo) （一）遺傳學(xué)指標(biāo) 1、DNA中G+C mol%分析 1）每個(gè)生物種都有特定的G+C%范圍，因此可 以作為分類鑒定的指標(biāo)。細(xì)菌的GC%范圍為 25-75%，變化范圍最大，因此更適合于細(xì) 菌的分類鑒定。第二十五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）GC%測(cè)定主要用于對(duì)表型特征難區(qū)分的細(xì)菌作出鑒定，并可檢

12、驗(yàn)表型特征分類的合理 性，從分子水平上判斷物種的親緣關(guān)系。3）使用原則：G+C含量的比較主要用于分類鑒定中的否定每一種生物都有一定的堿基組成，親緣關(guān)系近的生物，它們應(yīng)該具有相似的G+C含量，若不同生物之間G+C含量差別大表明它們關(guān)系遠(yuǎn)。但具有相似G+C含量的生物并不一定表明它們之間具有近的親緣關(guān)系。第二十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同一個(gè)種內(nèi)的不同菌株G+C含量差別應(yīng)在45%以下；同屬不同種的差別應(yīng)低于1015%；若二個(gè)在形態(tài)及生理生化特性方面極其相似的菌株，如果其G+C含量的差別大于5%，則肯定不是同一個(gè)種，大于15%則肯定不是同一個(gè)屬。第二十八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2

13、022年6月 80年代以前螺菌屬(Spirillum)不同種的G+C含量范圍寬達(dá)3866%，后來(lái)“伯杰氏手冊(cè)”(1984)結(jié)合其他特征已將其分成三個(gè)屬：螺菌屬、海洋螺菌屬(Oceanospirillum)和水螺菌屬(Aquaspirillum) 它們G+C含量分別為38%、4251%和4966%；過(guò)去根據(jù)形態(tài)學(xué)特征曾認(rèn)為微球菌屬(Micrococcus)和葡萄球菌屬(Staphylococcus)是關(guān)系很近的兩個(gè)屬，因而長(zhǎng)期放在一個(gè)科內(nèi)，由于G+C含量的差異(分別為3038%和6475%)表明它們親緣關(guān)系相當(dāng)遠(yuǎn)，現(xiàn)在根據(jù)16SrRNA序列資料已進(jìn)行新的調(diào)整。第二十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于

14、2022年6月在疑難菌株鑒定、新種命名、建立一個(gè)新的分類單位時(shí)，G+C含量是一項(xiàng)重要的，必不可少的鑒定指標(biāo)。其分類學(xué)意義主要是作為建立新分類單元的一項(xiàng)基本特征和把那些G+C含量差別大的種類排除出某一分類單元。G+C含量的比較主要用于分類鑒定中的否定第三十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、核酸的分子雜交不同生物DNA堿基排列順序的異同直接反映生物之間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，堿基排列順序差異越小，它們之間的親緣關(guān)系就越近，反之亦然。 直接分析比較DNA的堿基排列順序-由于技術(shù)上的困難目前尚難以普遍地進(jìn)行； 核酸分子雜交(hybridization)間接比較不同微生物DNA 堿基排列順序的相似性

15、第三十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1）DNA-DNA雜交；（親緣關(guān)系相對(duì)近的微生物之間的親緣關(guān)系比較）2）DNA-rRNA雜交；（親緣關(guān)系相對(duì)遠(yuǎn)的微生物之間的親緣關(guān)系比較）3）核酸探針；（利用特異性的探針，用于細(xì)菌等的快速鑒定）第三十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月特異性的探針主要用于病原微生物的快速鑒定第三十五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、電子雜交隨著微生物基因信息，特別是全基因組完全測(cè)序的不斷增加，我們可以通過(guò)各種計(jì)算機(jī)軟件對(duì)不同物種的遺傳信息進(jìn)行

16、直接比較，從而分析不同微生物間的親緣關(guān)系。第三十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月蛋白質(zhì)、RNA和DNA序列進(jìn)化變化的顯著特點(diǎn)是進(jìn)化速率相對(duì)恒定，也就是說(shuō)，分子序列進(jìn)化的改變量(氨基酸或核苷酸替換數(shù)或替換百分率)與分子進(jìn)化的時(shí)間成正比。4、16S rRNA編目分析 a）在兩群生物中，如果同一種分子的序列差異很大時(shí)， -進(jìn)化距離遠(yuǎn)，進(jìn)化過(guò)程中很早就分支了。b）如果兩群生物同一來(lái)源的大分子的序列基本相同，-處在同一進(jìn)化水平上。第三十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月16S rRNA被普遍公認(rèn)為是一把好的譜系分析的“分子尺”：1）rRNA具有重要且恒定的生理功能；2）在16SrR

17、NA分子中，有高度保守、中度保守和高度變化序列區(qū)域，因而它適用于進(jìn)化距離不同的 各類生物親緣關(guān)系的研究；3）16SrRNA分子量大小適中，便于序列分析；4）rRNA在細(xì)胞中含量大(約占細(xì)胞中RNA的90%)，也易于提?。?）16SrRNA普遍存在于真核生物(同源分子是18SrRNA)和原核生物中。因此它可以作為測(cè)量各類生物進(jìn)化的工具。4、16S rRNA編目分析 第三十八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核糖體RNA第三十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月利用16SrRNA建立分子進(jìn)化樹的美國(guó)科學(xué)家 Carl Woese 第四十

18、一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 rRNA和系統(tǒng)發(fā)育樹1. rRNA的順序和進(jìn)化培養(yǎng)微生物提取并純化rRNArRNA序列測(cè)定分析比較微生物之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系（從cDNA序列得出）第四十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月用反轉(zhuǎn)錄酶和雙脫氧測(cè)序法對(duì)微生物培養(yǎng)物進(jìn)行測(cè)序的步驟用PCR法進(jìn)行rRNA測(cè)序第四十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月a 代表16SrRNA的全長(zhǎng)c 系統(tǒng)發(fā)育樹b 進(jìn)化距離，即任意兩個(gè)生物RNAs間非同源序列的比例第四十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 特征序列或序列印記（signature sequence）通過(guò)對(duì)r RNA全序列

19、資料的分析比較（特別是采用計(jì)算機(jī)）發(fā)現(xiàn)的在不同種群水平上的特異特征性寡核苷酸序列，或在某些特定的序列位點(diǎn)上出現(xiàn)的單堿基印記。特征序列有助于迅速確定某種微生物的分類歸屬，或建立新的分類單位。第四十五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月定義3種生物領(lǐng)域的16S 或 18S rRNA的序列特征第四十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3. 系統(tǒng)發(fā)育樹(phylogenetic tree)通過(guò)比較生物大分子序列差異的數(shù)值構(gòu)建的系統(tǒng)樹稱為分子系統(tǒng)樹，其特點(diǎn)是用一種樹狀分枝的圖型來(lái)概括各種(類)生物之間的親緣關(guān)系。圖型中，分枝的末端和分枝的連結(jié)點(diǎn)稱為結(jié)(node)，代表生物類群，分枝末端的結(jié)代表仍生存的種類。系統(tǒng)樹可能有時(shí)間比例，或者用兩個(gè)結(jié)之間的分枝長(zhǎng)度變化來(lái)表示分子序列的差異數(shù)值。第四十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月16 S r RNA系統(tǒng)發(fā)育樹第四十八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月16S rRNA系統(tǒng)發(fā)育樹第四十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月系統(tǒng)發(fā)育樹第五十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月系統(tǒng)發(fā)育樹第五十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于20