微生物的分類和鑒定課件

第十章微生物的分類和鑒定1什么是微生物分類學(xué)(microbialtaxonomy):按照微生物的親緣關(guān)系將其安排成條理清楚的各種分類單元和分類群的科學(xué)微生物分類的目的把各種微生物按照它們的親緣關(guān)系分群歸類，排成系統(tǒng)，以便于人們對微生物進(jìn)行鑒定和交流2生物界的分類地球上的物種估計大約有150萬，其中微生物超過10萬種，而且其數(shù)目還在不斷增加。在生物進(jìn)化歷史過程中演化形成生物種類和種群的多樣性。生物分類就是通過研究生物的系統(tǒng)發(fā)育及其進(jìn)化歷史，揭示各類生物的多樣性及其系統(tǒng)關(guān)系，編制分類系統(tǒng)，還原生物的自然歷史位置。3第一節(jié)：通用分類單元

一、種以上的系統(tǒng)分類單元界、門、綱、目、科、屬、種種是最基本的分類單位每一分類單位之后可有亞門、亞綱、亞目、亞科...5界門綱目科屬種6種（species）：是一個基本分類單位；是一大群表型特征高度相似、親緣關(guān)系極其接近，與同屬內(nèi)其他種有明顯差別的菌株的總稱。菌株（strain）:表示任何由一個獨(dú)立分離的單細(xì)胞繁殖而成的純種群體及其一切后代（起源于共同祖先并保持祖先特性的一組純種后代菌群）。因此，一種微生物的不同來源的純培養(yǎng)物均可稱為該菌種的一個菌株。菌株強(qiáng)調(diào)的是遺傳型純的譜系。例如：大腸埃希氏桿菌的兩個菌株：EscherichiacoliB和EscherichiacoliK12★菌株的表示法：★種是分類學(xué)上的基本單位，菌株是實(shí)際上應(yīng)用的基本單位，因?yàn)橥痪N的不同菌株在產(chǎn)酶上種類或代謝物產(chǎn)量上會有很大的不同和差別！7以啤酒酵母為例，它在分類學(xué)上的地位是：界(Kindom)：真菌界門(Phyllum)：真菌門綱(Class)：子囊菌綱目(Order)：內(nèi)孢霉目科(Family)：內(nèi)孢霉科屬(Genus)：酵母屬種(Species)：啤酒酵母9學(xué)名—是微生物的科學(xué)名稱，它是按照有關(guān)微生物分類國際委員會擬定的法則命名的。學(xué)名由拉丁詞、或拉丁化的外來詞組成。學(xué)名的命名有雙名法和三名法兩種。①雙名法：學(xué)名=屬名+種名加詞+（首次定名人）+現(xiàn)定名人+定名年份屬名：拉丁文的名詞或用作名詞的形容詞，單數(shù)，首字母大寫，表示微生物的主要特征，由微生物構(gòu)造，形狀或由科學(xué)家命名。種名：拉丁文形容詞，字首小寫，為微生物次要特征，

如微生物色素、形狀、來源或科學(xué)家姓名等。二、微生物的命名必要，用斜體表示可省略，用正體字微生物的名字有俗名和學(xué)名兩種。如：紅色面包霉———粗糙脈孢霉綠膿桿菌———銅綠假單胞菌10例：大腸埃希氏桿菌

Escherichiacoli（Migula）CastellanietChalmers1919

金黃色葡萄球菌

StaphylococcusaureusRosenbach1884◆當(dāng)泛指某一屬微生物，而不特指該屬中某一種（或未定種名）時，可在屬名后加sp.或ssp.（分別代表species縮寫的單數(shù)和復(fù)數(shù)形式）例如：Saccharomycessp.表示酵母菌屬中的一個種。華癸根瘤菌Rhizobiumhuakuii

Rhizobiumhuakuii，Chen1991

11第二節(jié)微生物在生物界的地位

在人類發(fā)現(xiàn)微生物并對它們進(jìn)行較深入的研究之前，只能把一切生物簡單地分成似乎截然不同的兩大界——動物界和植物界；從19世紀(jì)中期起，隨著人們對微生物認(rèn)識的逐步深化，生物的分界就歷經(jīng)三界、四界、五界甚至六界等過程，最后又提出了一個嶄新的“三域”學(xué)說。

13★從兩界系統(tǒng)經(jīng)歷過三界系統(tǒng)、四界系統(tǒng)、五界系統(tǒng)甚至六界系統(tǒng)，最后又有了三原界（或三總界）系統(tǒng)?！飩鹘y(tǒng)的、為多數(shù)學(xué)者所接受的是1969年魏塔克（R.H.Whittaker）在《Science》上提出的五界學(xué)說，它以縱向顯示從原核生物到真核單細(xì)胞生物再到真核多細(xì)胞生物的三大進(jìn)化過程。生物的界級分類學(xué)說14三域?qū)W說:細(xì)菌域、古生菌域、真核生物域。主要特點(diǎn)比較見表10-3。15第四節(jié)：微生物分類鑒定的方法5個水平：細(xì)胞的形態(tài)與習(xí)性水平。細(xì)胞組分化學(xué)水平。蛋白水平。核酸水平。數(shù)學(xué)統(tǒng)計學(xué)或計算生物學(xué)水平。17一、微生物分類鑒定中的經(jīng)典方法

生物分類的傳統(tǒng)指標(biāo)：形態(tài)學(xué)特征、生理、生化特征、生態(tài)學(xué)特征、生活史、血清學(xué)反應(yīng)、對噬菌體的敏感性，其它。它們從不同層次(細(xì)胞的、分子的)，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。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)。

18形態(tài)學(xué)特征、生理學(xué)特征、生態(tài)學(xué)特征生物分類的傳統(tǒng)指標(biāo)：☆1、形態(tài)學(xué)特征培養(yǎng)特征、運(yùn)動性、特殊的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞形態(tài)及其染色特性、等等微生物分類和鑒定的重要依據(jù)之一：a）易于觀察和比較，尤其是真核微生物和具有特殊形態(tài)結(jié)構(gòu)的細(xì)菌；b）許多形態(tài)學(xué)特征依賴于多基因的表達(dá)，具有相對的穩(wěn)定性；19常借助特異性的血清學(xué)反應(yīng)來確定未知菌種、亞種或菌株。★生態(tài)特性包括在自然界的分布情況，與其他生物有否寄生或共生關(guān)系,宿主種類及與宿主關(guān)系,有性生殖情況,生活史等。★生活史★對噬菌體敏感性★血清學(xué)反應(yīng)213、微生物的快速鑒定和自動化分析技術(shù)微量多項試驗(yàn)鑒定系統(tǒng)（簡易診檢技術(shù)，數(shù)碼分類鑒定法）：針對微生物的生理生化特征，配制各種培養(yǎng)基、反應(yīng)底物、試劑等，分別微量(約0.1ml)加入各個分隔室中(或用小圓紙片吸收)，冷凍干燥脫水或不干燥脫水，各分隔室在同一塑料條或板上構(gòu)成檢測卡。試驗(yàn)時加入待檢測的某一種菌液，培養(yǎng)2-48小時，觀察鑒定卡上各項反應(yīng)，按判定表判定試驗(yàn)結(jié)果，用此結(jié)果編碼，查檢索表(根據(jù)數(shù)碼分類鑒定的原理編制成)，得到鑒定結(jié)果，或?qū)⒕幋a輸入計算機(jī)，用根據(jù)數(shù)碼分類鑒定原理編制的軟件鑒定，打印出結(jié)果。22API細(xì)菌數(shù)值鑒定系統(tǒng)‘Enterotube’系統(tǒng)‘Biolog’全自動和手動細(xì)菌鑒定系統(tǒng)23核酸的堿基組成和分子雜交特點(diǎn)：與形態(tài)及生理生化特性的比較不同，對DNA的堿基組成的比較和進(jìn)行核酸分子雜交是直接比較不同微生物之間基因組的差異，因此結(jié)果更加可信。（1）DNA的堿基組成(G+Cmol%)DNA堿基因組成是各種生物一個穩(wěn)定的特征，即使個別基因突變，堿基組成也不會發(fā)生明顯變化。分類學(xué)上，用G+C占全部堿基的克分子百分?jǐn)?shù)(G+Cmol%)來表示各類生物的DNA堿基因組成特征。二、微生物分類鑒定中的現(xiàn)代方法

25◆每個生物種都有特定的GC%范圍，因此后者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。26(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。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a）DNA-DNA雜交；（親緣關(guān)系相對近的微生物之間的親緣關(guān)系比較）b）DNA-rRNA雜交；（親緣關(guān)系相對遠(yuǎn)的微生物之間的親緣關(guān)系比較）c）核酸探針；（利用特異性的探針，用于細(xì)菌等的快速鑒定）292.核酸分子雜交法遺傳分類法304.rRNA寡核苷酸編目分析遺傳分類法一種通過分析原核或真核細(xì)胞中最穩(wěn)定的rRNA寡核苷酸序列同源行程度,乙確定不同生物間的親緣關(guān)系和進(jìn)化譜系的方法31RNA作為進(jìn)化的指征16SrRNA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16SrRNA分子中，既含有高度保守的序列區(qū)域，又有中度保守和高度變化的序列區(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??；5）16SrRNA普遍存在于真核生物和原核生物中(真核生物中其同源分子是18SrRNA)。因此它可以作為測量各類生物進(jìn)化的工具。(3)16SrRNA或18SrRNA的核酸序列分析3233細(xì)胞化學(xué)成份用作鑒定指標(biāo)細(xì)胞壁的化學(xué)成份全細(xì)胞水解液的糖型磷酸類脂成份醌類氣相色譜分析代謝產(chǎn)物如脂肪酸等343．電子計算機(jī)在微生物學(xué)中的應(yīng)用

計算機(jī)應(yīng)用于微生物分類