微生物教程yyd微生物的分類和鑒定

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第十一章微生物的分類和鑒定

第2頁/共36頁前言第一節(jié)通用分類單元第二節(jié)微生物在生物界的地位第三節(jié)各大類微生物的分類系統(tǒng)綱要第四節(jié)微生物分類鑒定的方法第3頁/共36頁

至今已記載過的生物種數(shù)約為150余萬種，其中微生物為15萬~20萬種。在如此紛繁的物種多樣性面前，一個(gè)微生物工作者只有在充分掌握分類學(xué)知識和理論的基礎(chǔ)上，先對如此龐大的微生物類群有一個(gè)清晰的輪廓，才有可能對他們開展分類、鑒定和命名等工作。返回目錄第4頁/共36頁第一節(jié)通用分類單元一、種以上的系統(tǒng)分類單元（一）七級分類單元

界（Kingdom）、門（Phylum）、綱（Class）、目（Order）、科（Family）、屬（Genus）、種（Species），在以上七個(gè)主要級別中，當(dāng)必要時(shí)都可補(bǔ)充若干輔助單元，包括加上“亞”、“超”或添上“族”等。第5頁/共36頁（二）種的概念在微生物尤其是原核生物中，種的定義是很難下的，至今還找不到一個(gè)公認(rèn)的、明確的種的定義。這是因?yàn)?，微生物與高等生物不同，在高等生物中可用于定義種的幾個(gè)主要性狀，在微生物中是無法使用的。我們認(rèn)為，微生物的種是一個(gè)基本分類單元，它是一大群表性特征高度相似、親緣關(guān)系極其接近、與同屬內(nèi)其它種有著明顯差異的一大群菌株的總稱。在微生物中，一個(gè)種只能用該種內(nèi)的一個(gè)典型菌株（typestrain）當(dāng)作它的具體代表，故此典型菌株就成了該種的模式種（typespecies）或模式活標(biāo)本。第6頁/共36頁二、學(xué)名

物種的學(xué)名是用拉丁詞或拉丁化的詞組成。在一般的出版物中，學(xué)名應(yīng)排斜體字，在書寫或打字材料中，應(yīng)在學(xué)名之下劃一橫線，以表示它應(yīng)是斜體字母。學(xué)名的表示方法分雙名法與三名法兩種。第7頁/共36頁（一）雙名法

雙名法指一個(gè)物種的學(xué)名由前面一個(gè)屬名和后面一個(gè)種名加詞兩部分構(gòu)成。屬名的詞首須大寫，種名加詞的字首須小寫（包括由人名或地名等專用名詞衍生的）。出現(xiàn)在分類學(xué)文獻(xiàn)中的學(xué)名，在上述兩部分之后還應(yīng)加寫三項(xiàng)內(nèi)容，即首次定名人（正體字，用括號括?。?、現(xiàn)名定名人（正體字）和現(xiàn)名的定名年份。如在一般書刊中出現(xiàn)學(xué)名時(shí)，則不必寫上后3項(xiàng)內(nèi)容。第8頁/共36頁

學(xué)名=屬名+種的加詞+（首次定名人）+現(xiàn)名定名人+現(xiàn)名定名年份

前兩項(xiàng)排斜體字，后三項(xiàng)排正體字(一般可省略)。如大腸埃希氏菌（簡稱“大腸桿菌”）

Escherichiacoli（Migula）CastellanietChalmers1919枯草芽孢桿菌（簡稱“枯草桿菌”）

Bacillussubtilis（Ehrenberg）cohn1872第9頁/共36頁（二）三名法當(dāng)某種微生物是一個(gè)亞種或變種時(shí)，學(xué)名就應(yīng)按三名法拼寫。學(xué)名=屬名+種名加詞+符號subsp或var+亞種或變種的加詞屬名和種名加詞排斜體，符號subsp或var排正體可省略，亞種或變種的加詞排斜體不可省略。如釀酒酵母橢圓變種（橢圓釀酒酵母）

Saccharomycescerevisae（var）ellipsoideus第10頁/共36頁（三）有關(guān)學(xué)名的其它知識

1、屬名是一個(gè)表示該微生物主要特征的名詞或用作名詞的形容詞，單數(shù)，第一個(gè)字母應(yīng)大寫。其詞源可來自拉丁詞、希臘詞或其它拉丁化的外來詞，也有以組合的方式拼成。當(dāng)前后有兩個(gè)或更多的學(xué)名連排在一起時(shí)，若他們的屬名相同，則后面的一個(gè)或幾個(gè)屬名可縮寫成一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)字母，在其后加上一個(gè)點(diǎn)。如Bacillus（芽孢桿菌屬）可縮寫成“B.”或“Bac.”等。第11頁/共36頁

２、種名加詞種名加詞又稱種加詞，它代表一個(gè)物種的次要特征。與屬名一樣，種名加詞也由拉丁詞、希臘詞或拉丁化的外來詞組成。字首一律小寫。可由形容詞或名詞組成，如果是形容詞,要求其性與屬名一致，如Staphylococcusaureus（金黃色葡萄球菌）中,屬名與種的加詞均為陽性詞。第12頁/共36頁在實(shí)際工作中，經(jīng)常遇到自己已經(jīng)篩選到一株或一批有用菌種，他的屬名很易確定，但菌種的最后鑒定還未結(jié)束，這時(shí)若要進(jìn)行學(xué)術(shù)交流或發(fā)表論文，其學(xué)名中的種的加詞可以暫時(shí)先用“sp.”（正體，單數(shù)）或“spp.”（正體，復(fù)數(shù)）來代替。例如，“Bacillussp.”可譯為“一種芽孢桿菌”，而“Bacillusspp.”則可譯為“若干種芽孢桿菌”或“一批芽孢桿菌”等。第13頁/共36頁三、種以下的幾個(gè)分類名詞亞種以下的分類單元很多，它們的提出和使用均不受“國際命名法規(guī)”的限制。（一）亞種（subspecies,subsp,ssp.）亞種是進(jìn)一步細(xì)分種時(shí)所用的單元，一般指除某一明顯而穩(wěn)定的特征外，其余鑒定特征都與模式種相同的種。其命名方法按“三名法”處理。第14頁/共36頁（二）變種（variety,var）變種是亞種的同義詞，現(xiàn)已不在主張?jiān)儆眠@一名詞。（三）型（form）曾用作菌株的同義詞，現(xiàn)已廢除，僅作若干變異型的后綴。如形態(tài)變異型（morphovar）、致病變異型（pathovar）等。第15頁/共36頁（四）菌株（strain）菌株又稱品系（在非細(xì)胞型的病毒中則稱毒株或株），表示任何由一個(gè)獨(dú)立分離的單細(xì)胞（或單個(gè)病毒粒）繁殖而成的純遺傳型群體及其一切后代。具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①菌株實(shí)為一個(gè)物種內(nèi)遺傳多態(tài)性的客觀反應(yīng)，其數(shù)目幾乎是無數(shù)的。②菌株這一名詞所強(qiáng)調(diào)的是遺傳性純的譜系。第16頁/共36頁

③菌株與克隆（即無性繁殖系）的概念相同。④在同一菌種的不同菌株間，作為鑒定用的一些主要性狀上雖個(gè)個(gè)相同，但不作為鑒定用的一些“小”性狀卻可有很大差異，尤其是一些生化性狀、代謝產(chǎn)物（抗生素、酶等）的產(chǎn)量性狀等。⑤菌株實(shí)際上是某一微生物達(dá)到遺傳型純的標(biāo)志，因此，一旦某菌發(fā)生自發(fā)或人工變異后，均應(yīng)標(biāo)以新的菌株名稱。

第17頁/共36頁⑥當(dāng)我們在進(jìn)行菌種保存、篩選或科學(xué)研究時(shí)，在進(jìn)行學(xué)術(shù)交流或發(fā)表學(xué)術(shù)論文時(shí)，在利用菌種進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，以及在索取或寄送菌種時(shí)，都必須在菌種后標(biāo)出該菌株的名稱。⑦菌株的名稱可隨意確定，一般可用字母加編號表示。返回目錄第18頁/共36頁第二節(jié)微生物在生物界的地位一、生物的界級分類學(xué)說（一）兩界系統(tǒng)在距今兩千多年前我國的的典籍就有記載，在國外，亞里斯多德于公元前4世紀(jì)時(shí)也提出過生物可分動(dòng)物和植物的觀點(diǎn)。真正科學(xué)地描述兩界系統(tǒng)的學(xué)者是瑞典博物學(xué)家林奈，他在其名著《植物種志》（1753年）中首先提出了動(dòng)物界和植物界兩界系統(tǒng)。第19頁/共36頁（二）三界系統(tǒng)德國動(dòng)物學(xué)家E.H.Haeckel于1866年建議在動(dòng)物界和植物界之外，還應(yīng)加上一個(gè)由低等生物組成的第三界——原生生物界，它主要由一些單細(xì)胞生物及無核類組成。第20頁/共36頁（三）四界系統(tǒng)

Copeland在1938年時(shí)就提出過生物可分四界即四界系統(tǒng)的設(shè)想，至1956年更成熟。這四界為：植物界、動(dòng)物界（除原生動(dòng)物外）、原始生物界（原生動(dòng)物、真菌、部分藻類）和菌界（細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌）。第21頁/共36頁（四）五界系統(tǒng)

1969年R.H.Whittaker提出的五界系統(tǒng)，包括動(dòng)物界、植物界、原生生物界（包括原生動(dòng)物、單細(xì)胞藻類和粘菌等）、真菌界和原核生物界（包括細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌等）。第22頁/共36頁（五）六界系統(tǒng)

Jahn等于1949年提出六界系統(tǒng)，包括后生動(dòng)物界、后生植物界、真菌界、原生生物界、原核生物界和病毒界。我國學(xué)者也提出在上述五界系統(tǒng)上加一個(gè)病毒界。第23頁/共36頁二、三域?qū)W說

20世紀(jì)70年代末由于美國伊利諾斯大學(xué)的C.R.Woese等人對大量微生物和其它生物進(jìn)行16S和18SrRNA的寡核苷酸測序，并比較其同源性水平后，提出了一個(gè)與以往各種界級分類不同的新系統(tǒng)，稱為三域?qū)W說?！坝颉笔且粋€(gè)比界更高的界級分類單元，過去曾稱原界。三個(gè)域指的是細(xì)菌域、古生菌域和真核生物域。與其他系統(tǒng)的最大差別是把原核生物分成了兩個(gè)有明顯區(qū)別的域，并與真核生物一起構(gòu)成整個(gè)生命世界的三個(gè)域。

附：幾個(gè)重要的真菌分類系統(tǒng)的比較圖返回目錄第24頁/共36頁第25頁/共36頁第三節(jié)各大類微生物的分類系統(tǒng)綱要

《伯杰氏手冊》最早成書于1923年，第一版名為《伯杰氏鑒定細(xì)菌學(xué)手冊》，主要編者為美國學(xué)者D.Bergey等人。此后由其它學(xué)者不斷修訂，從1974年的第八版起，編寫隊(duì)伍進(jìn)一步國際化和擴(kuò)大化，至1994年已出至第九版。1980年代初起，書名改為《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊》?！恫苁舷到y(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊》分為五卷出版，內(nèi)容極其豐富。手冊把原核生物分為古生菌界和細(xì)菌界，相當(dāng)于三域?qū)W說中的兩個(gè)域。古生菌界共包括２門、5組、８綱、１１目、１７科和６３屬，共２０８個(gè)種；而細(xì)菌界包括１６門、26組、２７綱、６２目、１６３科和８１４屬，共有４７２７個(gè)種。返回目錄第26頁/共36頁第四節(jié)微生物分類鑒定的方法通?？砂盐⑸锏姆诸愯b定方法分成４個(gè)不同水平：１、細(xì)胞的形態(tài)和習(xí)性水平，例如用經(jīng)典的研究方法，觀察微生物的形態(tài)特征、運(yùn)動(dòng)性、酶反應(yīng)、營養(yǎng)要求、生長條件、代謝特性、致病性、抗原性和生態(tài)學(xué)特性等。２、細(xì)胞組分水平，包括細(xì)胞壁、脂類、醌類和光合色素等成分的分析。第27頁/共36頁

３、蛋白質(zhì)水平，包括氨基酸序列分析、凝膠電泳和各種免疫標(biāo)記技術(shù)等。４、核酸水平，包括(G+C)mol%值的測定、核酸分子雜交、寡核苷酸序列分析，重要基因序列分析和全基因組測序等。第28頁/共36頁一、微生物分類鑒定中的經(jīng)典方法不管鑒定哪一類微生物，其工作步驟都離不開以下三項(xiàng)：①獲得該微生物的純培養(yǎng)物；②測定一系列必要的鑒定指標(biāo)；③查找權(quán)威性的菌種鑒定手冊。第29頁/共36頁（一）經(jīng)典的鑒定指標(biāo)

形態(tài)（個(gè)體、群體）；生理生化反應(yīng)；生態(tài)特性；生活史，有性生殖情況；血清學(xué)反應(yīng)；對噬菌體的敏感性等。（二）微生物的微型、簡便、快速或自動(dòng)化鑒定技術(shù)

國內(nèi)外都有系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和商品化的鑒定系統(tǒng)出售，較有代表性的有以下幾種：第30頁/共36頁

１、API細(xì)菌數(shù)值鑒定系統(tǒng)有20個(gè)塑料小管各加有適量糖類等生化反應(yīng)底物的干粉和反應(yīng)產(chǎn)物的顯色劑，將待檢的稀釋好的菌樣一一加入小管中，經(jīng)一到二天觀察是否有顯色反應(yīng)，將結(jié)果記錄到相應(yīng)的表格，再加上若干補(bǔ)充指標(biāo)，查檢索表，最后獲得該菌種的鑒定結(jié)果。第31頁/共36頁２、Enterotube系統(tǒng)由8~12個(gè)分隔小室的劃艇形塑料管制成，每一小室中灌有能鑒別不同生化反應(yīng)的固體培養(yǎng)基，所有小室都有一小孔，由一條接種用金屬絲縱貫其中，接種絲的兩端突出在塑料管外，使用前有冒蓋上。待鑒定的菌用接種絲一端粘取，在另一端拉出，然后再復(fù)原，培養(yǎng)后記錄，鑒定菌種。第32頁/共36頁

３、Biolog全自動(dòng)和手動(dòng)細(xì)菌鑒定系統(tǒng)關(guān)鍵部件是一塊有96孔的細(xì)菌培養(yǎng)板，其中95孔加有氧化還原指示劑和不同的發(fā)酵性碳源的培養(yǎng)基干粉，另一孔為清水對照。鑒定前先把待檢純種制成適當(dāng)濃度的懸液，再吸入一個(gè)有8個(gè)頭的接種器中，接著用接種器按12下即可接種完96孔。37℃培養(yǎng)4-24h后，將培養(yǎng)板放進(jìn)檢查室用分光光度計(jì)檢測，在通過計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)即可鑒定該樣品屬何種微生物。第