9章 微生物分類ppt課件

1、長江大學農學院微生物學Microbiology周 燚.本章重點掌握 1微生物的分類單位。 2微生物學名的書寫及意義。 3. 菌種鑒定的方法。 了解 1微生物的分類系統(tǒng)。 2. 菌種鑒定的條件。第九章 微生物的分類鑒定.微生物的分類classification: 按照它們進化的親緣關系，根據形狀、生理性狀的差別，把它們有次序地、分門別類地，陳列成一個系統(tǒng)，這就是微生物的分類。 微生物的鑒定identification: 對某個未知微生物，根據培育特征，與知的菌種特征進展對比分析，按照“對號入座的原那么，設法從分類檢索表中查找出詳細的位置和“名字。如是新種，那么給以新的稱號，補充到檢索表中去。 .

2、學習和掌握微生物的分類鑒定知識，對消費實際和科學實驗有著重要的意義：1、可以在較短時間內認識熟習微生物界全貌，以利進一步開發(fā)和利用這一豐富的微生物資源。2、掌握了分類方面的知識，可以減少菌種挑選任務的盲目性，提高任務效率。3、有利于各國微生物學任務者之間的交流。4、有利于對未知菌種的鑒定。 由于微生物形體微小，發(fā)育過程簡單，種類繁多，缺乏古生物資料，很多微生物的親緣關系尚未搞清楚。到目前為止，微生物還沒有一個一致的、完好的分類系統(tǒng)，而是幾個不盡完善的、看法分歧的分類系統(tǒng)。這樣的分類系統(tǒng)難免或多或少地帶有“人為的要素。 . 按照目前比較一致的看法，地球上的一切生物被分成六界: 病毒界、原核生物界

3、、真核原生生物界、真菌界、植物界和動物界。 據此，微生物的研討對象在六界生物分類系統(tǒng)中分屬于病毒界、原核生物界、真核原生生物界和真菌界。 第一節(jié) 微生物的分類.一、微生物的分類單位 1、微生物的分類單位： 和高等動植物分類一樣，微生物的分類單位也依次分為界Kingdom、門(Phylum、綱Class、目order、科Family、屬(Genus)、種Species。這是分類中所用的主要分類等級單位。有時在兩個主要分類單位之間，可添上次級分類單位，如“亞門、“亞綱、“亞 目、“亞科、“亞屬等。在科與屬之間有時還可有“族Tribe一級。*人：動物-脊椎動物-哺乳動物-靈長目-人科.以啤酒酵母為例

4、，它在分類學上的位置是： 真菌門Eumycophyta 子囊菌綱Ascomycetes 內孢霉目Endomycetales 內孢霉科E.domcetaceae 酵母屬Saccharomyces 啤酒酵母SCerevisiae Hansen.2、幾個概念： 1種：種是一個根本分類單位,它是一大群表型特征高度類似、親緣關系極其接近、與同屬內其他種有著明顯差別的菌株的總稱。 種內的個體都是來自共同的祖先，有著相近的親緣關系，同時在形狀和生理特征上都表現(xiàn)出非常類似。 .2變種：從自然界中分別得到的某一微生物的純種，必需與文獻上記載的典型種的特征完全一致，才干鑒定為同一個種。實踐上有時分別到的純種，除了

5、大多數目的符合典型種的特征外，還有某一個顯然不同的特征，而此特征又是穩(wěn)定的。我們就把這種微生物稱為典型種的“變種。 例如，宏大芽孢桿菌是以巴氏1884年原始報告為規(guī)范。1953年有人從土壤中分別到一株分解有機磷才干很強的宏大芽孢桿菌，而且性狀穩(wěn)定，因此將它稱為宏大芽孢桿菌變種，稱之為宏大芽孢桿菌解磷變種 。.3亞種或小種subspecies：在微生物學中，通常把在實驗室中所獲得的變異型菌株，稱之為亞種或小種。 例如，大腸桿菌野生型的一個菌株稱“ K12，它不需求某種氨基酸。經過變異，可以從K12中獲得需求某種氨基酸的生化缺陷型菌株。那么該菌株就稱為K12的亞種或小種。 . 4型type：在自然

6、界中，同一地域也能夠有同一種微生物的各種類型同時存在著。它們彼此之間的區(qū)別往往不象變種那樣顯著，普通往往表如今菌體的化學組分抗原等構造上 例如傷寒桿菌運用噬菌體反響可分為20多個型；結核分枝桿菌依其寄主的不同，可分為人型、牛型和禽型。型常用于變種以下的細分。. 5菌株或品系strain： 它是指來源不同的同一個種的純培育物。 由于世界上不存在兩個絕對一樣的個體，因此從自然界中分別到的微生物純培育物，雖然它們同屬一個種，但由于來源不同，總會表現(xiàn)出細微的差別。為了表現(xiàn)出這些細微的差別和任務方便，我們就采用菌株或品系這個稱號來代表某個詳細的微生物純培育物。這樣，從自然界中分別到的每一個微生物純培育物

7、都可以稱為一個菌株或品系。 普通地講，自然界中的“種應是有限的，但菌株是無限的。 . 菌株的表示方法常在種名后面寫上編號、字母、地址或其它符號等。例如消費淀粉酶的枯草桿菌BF.7658，消費蛋白酶的棲土曲霉3.942等。在微生物研討任務中，有時雖然是一樣的種但是由于所用的菌株不同，其結果往往不完全一樣。因此，我們在總結科研、消費的成果或撰寫論文時，保藏或索取菌種時，通常不但要寫出種名，而且要注明菌株號碼。.類群group series通常指屬以下幾個比較近似的種的集合。詳細做法是選一些特征最為明顯的典型菌株，再把和它近似的菌株放在一同歸為一個類群。例如，抗生素的主要產生菌鏈霉菌屬，為了挑選新種

8、的方便，把該屬中的近似的種，歸納為14個類群。又如，曲霉屬內，根據屬內近似的種，歸納為18個類群。有的時候，類群可用來表示兩種微生物和介于這兩種微生物之間的中間類型。例如大腸桿菌菌群就包括大腸桿菌、產氣桿菌以及介于它們之間的中間類型。.二、微生物的命名規(guī)那么 同一種微生物在不同的國家或地域常有不同的稱號，這就是俗名。俗名在部分地域可以運用，但不便于交流，容易引起混亂。 學名scientific name：為在世界范圍內便于交流和開展任務，要求給每一種微生物取上一個為大家所公認的科學稱號，這就是學名 。 .命名規(guī)那么采用生物學中一向沿用的林奈Linnaeus氏的“雙名法。這種國際命名法的普通規(guī)那

9、么如下：1每一種具有顯著區(qū)分的微生物，稱之為“種。2每一個種給一個名字。其學名通常是用2個拉丁詞組成。例如Bacillus subtilis枯草芽孢桿菌。3第一個詞是屬名，屬名的第一個字母要大寫。屬名是拉丁詞或希臘詞或拉丁化了的其它文字所構成。它是一個名詞，用以表示該屬的主要特征。例如芽孢桿菌Bacillus表示能構成芽孢的桿狀菌。屬名有時可用人名或地名來表示。例如Pasteurella pestis (鼠疫巴斯德氏菌),志賀氏桿菌屬Shigella。屬名在上下文反復出現(xiàn)的情況下，可以縮寫。例如Bacillus可用Bac表示。.4學名的第二個詞為種名。種名是拉丁語中的描畫詞，表示微生物的次要特

10、征。例如金黃色葡萄球菌Stophylococcns aureus中的aureus是描畫詞，意思是“金黃色的。 種名也有用人名或地名來表示的。例如巴氏芽孢桿菌Bacillus pasteurii，保加利亞乳桿菌Lactobacteriurn bulgaricus。 種名首字母不大寫。 學名在印刷時，要用斜體字表示，或者在正排字下面加一條橫線表示。例如Bacillus subtilis或者Bacillus subtilis。 值得留意的是，在屬以上的稱號，例如門、綱、目、科等，其稱號第一個字母要大寫，而且不印成斜體字。.5通常在種名的后面還跟著命名這個種的人的姓以及命名時間。這是由于自然界中的種真

11、實太多了，大家都在命名，容易混淆誤解，所以要在正式的拉丁稱號之后附上命名人的姓名和命名時間。 例如Saccharomyces cerevisiae Hansen中第三個字母就是命名者的姓。 假設對以前的命名有所改動，也有一定的規(guī)那么。.例如: 枯草芽孢桿菌，最早1838年由Ehrenberg描畫，定名為“Vibrio subtillis(枯草弧菌)Ehrenberg，1838。到了1872年，Cohn以為弧狀不是它的特征，提出轉屬，但保管其種名，更名為“Bacillus subtilisEhrenbergCohn1872。用括號把最初定名人保管下來，括號外加上改名人的姓氏和改名時間，借以標明這

12、個種的命名演化過程。. 在這里，有一點需求指出，種名后附加的人名，并非完全表示這個人是第一個發(fā)現(xiàn)和研討這種微生物的，而是指該人首先給它定名。 命名人的姓一概用正體字印刷。 綜上所述，微生物學名的格式如下：學名=屬名+種名+(最初定名人)+后來定名人+命名時間 主要部分 次要部分普通可省略6有時，“種還須區(qū)分成變種，就要在學名后面附加拉丁詞表示之。例如枯草芽孢桿菌黑色變種Bacillus subtilis varniger。 . 第二節(jié) 微生物的分類系統(tǒng)一、細菌的分類系統(tǒng) 細菌的分類系統(tǒng)很不一致。目前比較有代表性的和有參考價值的分類系統(tǒng)有3個：1、前蘇聯(lián)的克拉西里尼科夫著的。2、法國的普雷沃Pe

13、rvot著的。3、美國布瑞德R.S.Bread等人主持編寫的Bergeys Manual of Determinative Bacteriology。 其中以一書影響較大，第八版1974年集中了14個國家的細菌學家參與了編寫任務，內容豐富，描畫詳盡，被許多國家的微生物學任務者所采用。如今第九版也已相繼出版。 .先按細菌的營養(yǎng)方式和能否進展光協(xié)作用等特征，將原核生物界 分為二門：藍色光合菌門和細菌門。藍色光合菌門只包括一類細菌。細菌門再根據形狀、生理、生態(tài)等特征將它們分為19部分。各部分以下再分科、屬和種?？频膭澐忠孕螤顬橹?，屬和種的劃分那么以形狀和生理生化特征為主，結合生態(tài)特征和細胞化學組分，

14、特別是 DNA中的 GC堿基對含量百分比值為根據，進展分類鑒定。 .二、放線菌的分類系統(tǒng)放線菌在國外比較有代表性的分類系統(tǒng)有兩個：1、前蘇聯(lián)的克拉西里尼科夫(1965)的分類系統(tǒng)2、美國的瓦克斯曼Waksma，1961的分類系統(tǒng)。 在國內，中國科學院微生物研討所的有關分類專家，吸收了瓦氏和克氏兩個分類系統(tǒng)的優(yōu)點，結合本人的研討任務，提出了“放線菌分科分屬檢索表。其詳細內容可看中國科學院微生物研討所放線菌分類組編寫的一書。.三、真菌的分類系統(tǒng) 近年來在真菌分類方面，趨向于采用Ainsworth and Bisbys的Dictionary of the Fungi, sixth edition,

15、1971所引見的分類系統(tǒng)。該分類系統(tǒng)以為真菌不屬于低等植物，而是屬于單獨成立的真菌界Kingdom Fungi。界以下分為粘菌門Myxomycoto的和真菌門Eumycota。 真菌門再分為以下亞門：5個亞門： .1鞭毛菌亞門Mastigomycotina 營養(yǎng)體單細胞或沒有隔膜的菌絲體。孢子或配子，其中之一是可游動的。根據鞭毛的數目和位置，下分3個綱：壺菌綱、絲壺菌綱和卵菌綱。 2接合菌亞門(Zygomvcotina 營養(yǎng)體是菌絲體；有性繁衍構成接合孢子。沒有游動孢子。根據生活習性或生態(tài)特征可分為2個綱：接合菌綱和毛菌綱。 3子囊菌亞門Ascomycotina 營養(yǎng)體是有隔膜的菌絲體，極少數

16、是單細胞。有性繁衍構成子囊和子囊孢子。根據能否構成子囊果和子囊果的類型以及子囊的構造，分為6個綱：半子囊菌綱、不整子囊菌綱、核菌綱、盤菌綱、蟲囊菌綱和腔菌綱。.4擔子菌亞門(Basidiomycotina) 營養(yǎng)體是有隔膜的菌絲體。有性繁衍構成擔孢子。根據擔子果的有無以及開裂與否，分為3個綱：冬孢菌綱、層菌綱和腹菌綱。 5半知菌亞門Deuteromycotina 營養(yǎng)體是有隔膜的菌絲體或單細胞。只需無性繁衍階段，沒有或還沒有發(fā)現(xiàn)其有性繁衍階段。根據菌絲體有無、發(fā)育程度以及分生孢子產生的場所不同，分為3個綱：芽孢綱、絲孢菌綱和膠孢菌綱。.關于酵母雖然從系統(tǒng)分類上講，它是分屬于真菌的有關亞門中，但

17、由于研討酵母的分類方法較研討普通絲狀真菌特殊，更多地采用生理性狀，因此逐漸構成了本人獨特的分類系統(tǒng)。目前比較普遍采用的一種分類系統(tǒng)是羅德Lodder的酵母分類系統(tǒng)。在1970年出版的 一書中，記載了39個屬，372個種。根據有無有性過程，能否構成子囊孢子、擲孢子、擔孢子、冬孢子以及孢子的數目、特點、外形等特征，將這些屬種分別歸為四大類： .第一類：能產生子囊孢子的酵母，歸入子囊菌綱的原子囊菌亞綱的內孢霉目的3個科內。這3個科是：內孢霉科、酵母菌科和依精霉科。共22個屬，179個種。第二類：能產生冬孢子和擔孢子的酵母,歸入擔子菌綱異擔子菌亞綱的黑粉菌目的黑粉菌科內,共2個屬,7個種。第三類：能產

18、生擲孢子的酵母，歸入擔子菌綱中不依靠于其它目的擲孢酵母科內，共3個屬，14個種。.第四類：不產生子囊孢子、冬孢子和擲孢子的酵母,其有性生殖曾經喪失或未被發(fā)現(xiàn),這一類酵母歸為半知菌類中的叢梗孢目的隱球酵母科內。共 12個屬，170個種。 關于真菌的分類研討，在國內也有不少人作專門研討。其中以中國科學院微生物研討所的一些真菌分類專家為代表，并有不少這方面的專著，如等。 .第三節(jié) 微生物的鑒定 微生物的鑒定不僅是微生物分類學的一個重要組成部分，而且也是在詳細任務中經常遇到的問題。例如在挑選菌種時，挑選出菌種以后，就要給它鑒定取名，這樣便于記載和交流。.一、菌種鑒定的條件鑒定菌種，至少要具備下面3個條

19、件： 1待鑒定的菌種一定是純種 假設菌種不純，所察看到的景象那么是混合景象，這樣自然不會得到正確的結果。因此在鑒定之前，首先要將菌種純化。 純化方法，普通有2種：平板劃線單菌落分別法和單細胞分別法。前一種操作簡便，效果良好，適用范圍廣。 .2選一本比較好的鑒定手冊 鑒定時以此手冊為規(guī)范，開展鑒定任務。根據多數人的閱歷，我們以為在細菌鑒定方面，運用一書較為適宜。 在詳細鑒定時，可參看中國科學院微生物研討所細菌分類組編著的一書。在放線菌鑒定方面，可以參看中科院微生物研討所編著的1975年一書。真菌的鑒定可參看中科院微生物研討所編著的1973年一書。荷蘭羅德的1970年一書，對酵母菌的分類有很大的適

20、用價值。 .3要有適宜的鑒定方法微生物種類繁多，特征各異，性狀有主次之分。因此，在鑒定某種微生物時，要選用適宜的鑒定方法，確定主要的測試工程。例如，鑒定的微生物假設是霉菌，那么菌落形狀察看非常重要；假設是酵母菌，有性繁衍的方式、特征以及生理生化特征中的糖的發(fā)酵和同化，硝酸鹽的同化就是主要目的。 .二、菌種鑒定方法一傳統(tǒng)方法 在傳統(tǒng)的分類中，微生物的分類根據，主要是形狀特征、生理生化反響特征、生態(tài)學特征以及血清學反響、對噬菌體的敏感性等。在鑒定時，我們就把這些根據，作為鑒定工程，進展一系列的察看和鑒定任務。 .1形狀學特征1細胞形狀在顯微鏡下察看細胞外形大小、外形、陳列等；細胞構造；革蘭氏染色反

21、響；能否運動、鞭毛著生部位和數目；有無芽孢和莢膜、芽孢的大小和位置；放線菌和真菌的繁衍器官的外形、構造；孢予的數目、外形、大小、顏色和外表特征等。 .2用群體形狀群體形狀特征： a.在一定的固體培育基上生長的菌落特征，包括外形、大小、光澤、粘稠度、透明度、邊緣、隆起情況、正反面顏色、質地、氣味、能否分泌水溶性色素等； b.在一定的斜面培育基上生長的菌苔特征，包括生長程度、外形、邊緣、隆起、顏色等沒半固體培育基上經穿刺接種后的生長情況； c.在液體培育基中生長情況，包括能否產生菌膜、均勻混濁、還是發(fā)生沉淀？有無氣泡、培育基的顏色等。如是酵母菌，還要留意是成醭狀、環(huán)狀還是島狀。. 2生理生化反響特

22、征1 利用物質的才干 a. 對各種碳源利用的才干(能否以 CO2為獨一碳源、各種糖類的利用情況等) b. 對各種氮源的利用才干能否固氮、硝酸鹽和銨鹽利用情況等 c. 能源的要求光能還是化能、氧化無機物還是氧化有機物等 d. 對生長因子的要求能否需求生長因子以及需求什么生長因子等。 .2代謝產物的特殊性 這方面的鑒定工程非常之多，例如能否產生H2S、吲哚、CO2、醇、有機酸、能否復原硝酸鹽、能否使牛奶凝固、凍化等等。3與溫度和氧氣的關系 測出適宜某種微生物生長的溫度范圍以及它的最適溫度、最低溫度和最高溫度。 對氧氣的關系，是看它好氧、微量好氧、兼性好氧、耐氧還是專性厭氧。 .Catalast t

23、est (觸酶實驗)正反響產氣泡 負反響不產氣泡Trypticase soy agar (pH 7.3)觸酶實驗Trypticase 15.0 Phytane 5.0 Sodium chloride 5.0Agar 15.0 P 370.Methyl red test (甲基紅實驗)左 未接種中 正反響(紅色)右 負反響(黃色)4.4-6.0變紅試劑：甲基紅0.1g 95乙醇300ml 蒸餾水 200ml.左 未接種中 正反響(紅色)右 負反響(黃色)MR-VP broth (pH 6.9)VP實驗Peptone 7.0Dextrose 5.0Potassium phosphate 5.0VP

24、 test (伏普實驗).Nitrate reduction test (硝酸鹽復原實驗)左1未接種左2加A, B試劑正反響右2加A, B試劑及鋅粉負反響右1加A, B試劑及鋅粉正反響Trypticase nitrate broth (pH 7.2)硝酸鹽復原實驗Trypticase 20.0 Disodium phosphate 2.0 Dextrose 1.0 Agar 1.0 Potassium nitrate 1.0.Urease test (脲酶實驗) p378正反響 (紅色)負反響 (黃色) Urea broth尿酶實驗Urea broth concentrate 10.0 ml(

25、filter-sterilized solution)Sterile distilled water 90.0 mlNote: Aseptically add the urea broth concentrate to the sterilized and cooled distilled water. Under aseptic conditions, dispense 3-ml amounts into sterile tubes. .Citrate utilization test (檸檬酸鹽利用)左 未接種中 正反響(藍色)右 負反響(綠色)Simmons citrate agar (

26、pH6.9)檸檬酸鹽利用實驗Ammonium dihydrogen phosphate 1.0Dipotassium phosphate 1.0Sodium chloride 5.0 Sodium citrate 2.0Magnesium sulfate 0.2 Agar 15.0 P368Brom thymol blue 0.08 .正反響(黑色)負反響(黃色)SIM agar (pH 7.3)硫化氫實驗Peptone 30.0 Beef extract 3.0 Ferrous ammonium sulfate 0.2 Sodium thiosulfate 0.025Agar3.0 Hydr

27、ogen sulfide test (硫化氫實驗).Litmus milk reactions (石蕊乳反響)左1未接種左2產酸, 石蕊復原 產氣, 凝乳右2堿性反響右1蛋白質分解.Oxidast test (氧化酶實驗)正反響藍色負反響不變色Trypticase soy agar (pH 7.3)氧化酶實驗Trypticase15.0 hytane 5.0 Sodium chloride 5.0Agar 15.0.3生態(tài)學特征 生態(tài)學特征主要包括它與其它生物之間的關系是寄生還是共生？寄主范圍以及致病的情況、在自然界的分布情況pH情況、水分程度等、浸透壓情況能否耐高滲、能否有嗜鹽性等。 .4血

28、清學反響很多細菌有非常類似的外表構造如鞭毛或有作用一樣的酶如乳酸桿菌屬內各種細菌都有乳酸脫氫酶。雖然它們的蛋白質分子構造各異，但在普通技術下如電子顯微鏡或生化反響，仍無法分辨它們。然而利用抗原與抗體的高度敏感特異性反響，就可用來鑒別類似的菌種，或對同種微生物分型。 它是用知菌種、型或菌株制成抗血清，根據它能否與待鑒定的對象發(fā)生特異性的血清學反響來鑒定未知菌種、型或菌株。 該法常用于腸道菌、噬菌體和病毒的分類鑒定。利用此法，已將傷寒桿菌、肺炎雙球菌等菌分成數十種菌型。 .5生活史 生物的個體在終身的生長繁衍過程中，經過細胞數目的變化和不同的發(fā)育階段。這種過程對特定的生物來講，是反復循環(huán)的，常稱為

29、該種生物的生活周期或生活史life history，life cycle。 各種生物都有本人的生活史。在分類鑒定中，生活史有時也是一項目的。例如粘細菌就是以它的生活史作為分類鑒定的根據的。 .6對噬菌體的敏感性 與血清學反響類似，各種噬菌體有其嚴厲的寄主范圍。利用這一特性，可以用某一知的特異性噬菌體鑒定其相應的寄主，反之亦然。 .二新技術新方法 1數值分類法 與傳統(tǒng)分類法相反，利用電子計算機的數值分類方法是用菌株間的總類似性來歸類的，它與傳統(tǒng)的分類方法的主要差別在于所采用的原那么方面。傳統(tǒng)的分類方法對特征的處置有主次之分，列出雙歧式檢索表。數值分類對特征的處置是以“等重要原那么來衡量的， 即對

30、一切的分類性狀不分主次一概同等地對待，歸群時通常以“單連鎖比較即菌株兩兩進展相比，求其類似值而進展歸類。運用此法時，為了盡量減少人為要素，必需測定很多的特征，普通50-6O個，多的在100個以上的性狀。這樣在整理結果時，任務量極大，而且每兩菌株間的總類似值還需一一進展比較，所以必需借助于電子計算機才行。 這種方法得到的結果同傳統(tǒng)分類法得到的結果根本上相一致。.2. 分子和遺傳的分類法(1)DNA中的堿基組成同種M的DNA一定有著一樣的堿基組分。相反,表型類似而遺傳物質不同的微生物一定有不同的堿基組分。親緣關系越遠的種,其堿基對陳列順序差別就越大。再者,DNA堿基組分的陳列順序、數量和比例在細胞中很穩(wěn)定，普通不受菌齡和外界要素的影響。因此，分析微生物細胞中的DNA堿基組成可以作為分類中的目的，尤其是在屬種一級的分類。這種分類方法已在某些細菌和酵母菌的分類中勝利地得到運用。.據報導，細菌的GC百分比值即：GC占4種堿基總量的mol百分比為27-75，圓酵母屬為32.4-60，假絲酵母為30-60。 Tm值放線菌的GC百分比值為62-76，屬間和屬內的種間差別較小，因此用于放線菌的分類有一定的困難，必需和其它的性狀結合比較才行。 . (2)核酸分子雜交 從實際上講，假設兩條DNA單鏈中的核苷酸順序完全互補地相對應，那