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1、*1第 二 章微 生 物 分 类 与 鉴 定*2主要内容一、微生物的分类单位二、微生物的命名三、微生物分类的依据四、分类的方法五、微生物的鉴定六、微生物的常用分类系统*3一、微生物的分类单位1.微生物分类的目的：把各种微生物按照它们的亲缘 关系分群归类，排成条理清楚的系统，以便于人们对微生 物进行鉴定和交流。2. 微生物分类的任务： 分类:通过收集大量描述有关个体的文献资料，经过归纳，整理成一个科学的分类系统。 鉴定:通过详细观察和描述一个未知名称纯种微生物的各种性状特征，然后查找现成的分类系统，以达到对其知类，辨名的目的。 命名:是为新发现的微生物确定新的学名。 *43. 通用分类单元种以上
2、的系统分类单元 界 Kingdom(拉：Regnum)门 Phylum(拉：Phylum)或Division(拉：Divisio)亚门纲 Class(拉：Classis)亚纲超目目 Order (拉：Ordo)亚目 科 Family (拉：Familia)亚科 族 亚族属 Genus(拉：Genus) 种 Species(拉：Species)*54. 种的概念 种是一个基本分类单位定义：种是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其 接近、与同属内其他种有明显差异的菌株的总称。或定义 亲缘关系较近的微生物有机体的集合，它们在进化发育阶段 上有一定的共同形态和生理特征。现代分类学上规定种内菌株的DNA
3、同源性70% 。模式种：在微生物中，一个种只能用该种内的一个典 型菌株作为具体标本，它就是该种的模式种。 新种： sp.nov.或nov. sp.，新被鉴定的种发表时应 在其学名后标上sp.nov.的符号，新种发表前应将其模 式菌株的培养物存放在一个永久性的保藏机构，并应允 许人们从中取得。*6亚种(小种race)（subspecies）：实验室中获得的微生物变异型称为小种或亚种。 或定义 ：一般指其某一稳定的 特征的种与模式种中不同的种,常在种名、属名的名词后 写上subsp.然后再写具体亚种的名词。变种（variety）：从自然界分离到的微生物纯种，如果与典型种之间存在某些特征的差别，而这
4、些特征又是稳定 遗传的，则可将这一纯种称为典型种的变种。如枯草芽 孢杆菌的黑色变种(在酪氨酸培养基上产黑色素)。是亚种的同义词（1975）已规定它在命名法中没有地位。5. 种以下的分类单元*7菌株（品系)（strain）：表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯种群体极其一切后代。一种微生物的每一不同来源的纯培养物或纯分离物均可称为某菌种的一个菌株。某一菌种内的菌株数目几乎是无数的。菌株的名称可用字母加编号表示，字母多表示实验室、产地或特征等的名称，编号则表示序号等数字。例如，Bacillus subtilis AS1.398表示枯草芽孢杆菌的 蛋白酶生产菌株。“AS”为Academia S
5、inica（中国科学院）的缩写。又如，Bifidobacterium bifidum ATCC 29521表示两歧双歧杆菌一个模式菌株。“ATCC”为American Type Clutre Collection（美国典型菌种保藏中心）的缩写。*8型(type or form)：自然界存在的差异较小的同种微生物的不同类型，称为型。如结核分支杆菌依其寄主的不同可分为人型、牛型和禽型。(菌株的同义词 )群（group）：有些微生物的特征介于两种微生物之间，我们把这两种微生物及其中间类型统称为一个群。(没有分类地位非正式地指定一组具有某些共同性状的生 物)如大肠菌群。相（phase）：自然界存在的微
6、生物交互变异的一定阶段；态（state）：通常指微生物的菌落变异状态。*9二、微生物的命名1.学名（scientific name）按照国际细菌命名法规命名的 、国际学术界公认并通用的正式名字。 命名的方法：国际法规命名，即林奈氏氏所创立的双(三)名法。双名法的规则：学名=属名+种名加词+（首次定名人）+现名定 名人和鲜明定名年份由两个拉丁字或希腊字或拉丁化了的其它文字组成，属名（generic name）为名词,单数,开头字母大写，是该微生物的主要特征。种名加词（specific epithet） (adj.) ,首字小写,为形容词,是该微生物的次要特征。在出版物中用斜体，书写时在学名下划横
7、线以表示斜体。*10例1大肠埃希氏杆菌（简称大肠杆菌）：Eschericha coli （Migula）Castellani et Chalmers 1919例2枯草芽孢杆菌（简称枯草杆菌）:Bacillus subtilis （Ehrenberg）Cohn 1872例3金黄色葡萄球菌：Staphylococcus aureus Rosenbach 1884出现在分类学文献中的学名，在此两者之后往往还加上3 项内容，即首次定名人（正体字，用括号括住）、现名定名 人(正体字)和现名定名年份，但一般情况下省去。*11林奈氏双名法林奈氏双名法属名 十 种名加词 十 （首次命名人） 现命名人 十 首次
8、命名年份 拉丁字或希腊字或拉丁化了的其他文字组成 首字母大写 首字母不大写 名词 形容词 主要特征 次要特征 斜体 斜体 (正体) 正体 正体 如Aspergillus niger曲霉 黑色的 黑曲霉Streptococcus链条 球状菌 链球菌 在出版物中用斜体，书写时在学名下划横线以表示斜体。*12林奈氏林奈氏三名法:当某种微生物是一个亚种或变种时，学名就应按三名法拼写，即在双名法学名后加写subsp或var（排正体，用括号括住，可省略），再加亚种或变种的加词（排斜体，不可省略）。例1 苏云金芽孢杆菌蜡螟亚种（或称蜡螟苏云金芽孢杆菌）：Bacillus thuringiensis (sub
9、sp) galleria例2 酿酒酵母椭圆变种（椭圆酿酒酵母）：Saccharomyces cerevisiae (var) ellipsoideus*13当前后两个或多个学名连在一起时，若它们的属名相同，则相连的一个或几个属名可缩写成一个、两个或三个字母，并在其后加上一个点。例如，Bacillus( 芽孢杆菌属)可缩写成“B .”或“Bac .”。在实际工作中，当菌种的最后鉴定尚未结束，此时 其学名中的种名加词可以先用“sp”（正体，species单数的缩写）或“spp”（正体，species复数的缩写）来代替。例如，“Bacillus sp.”可译为“一种芽孢杆菌”，而“Bacillus
10、spp.”则可译为“若干种芽孢杆菌”或“一批芽孢杆菌”。*142. 俗名（common name）:普通的、通俗的、地区性的名字，具有简明和大众化的优点，但往往涵义不够确切，易于重复，使用范围局 限。如绿脓杆菌： 铜绿假单孢菌Pseudomonas aeruginosa白念菌：白色假丝酵母Candida albicans金葡萄：金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus *15三、微生物分类的依据1. 经典分类鉴定依据： 形 态 特 征：个体形态（形状、大小、染色反应等）、群体 形态（菌落特征、在半固体或液体中培养特点等）; 生理生化特征：酶、代谢产物(种类、产量、显色反应等)
11、、营养 要求(能源、碳源、氮源和生长因子等)、细胞壁成分等的测定 生态特征：微生物间各种相互关系的利用,生长温度、对氧的要求 、宿主的种类等； 遗传特征：DNA同源性分析 G+C的含量(mol%值)生活史特点；血清学反应；phage的敏感性； 其它：全细胞蛋白的分析、多位点酶的分析等*16生理生化反应特征:1)、利用营养物质的能力：包括对各种碳源、氮源的利用能 力，能量的来源，对生长因子种类和数量的要求等。2)、代谢产物的种类和特性：主要测定微生物在生长过程中产生的某类特殊的生成物。例如在细菌鉴定时常测定被检测菌是否产生H2S、吲哚、醇、有机酸，能否还原硝酸盐 能否使牛奶凝固、胨化等等。由此产
12、生的生化试验主要有：糖发酵实验、甲基红试验 (methyl red test,简称MR试验）、乙酰甲基甲醇试验(VP 试验）、靛基质试验（吲哚试验）、硫化氢试验、硝酸盐 还原试验、过氧化氢酶试验和氰化钾生化试验等。*172. 现代分类依据：进化的测量指征： 20世纪70年代以前，讨论进化主要涉及高等生物，有关微生物进化很少提及。 进化指征的 选择: 形态学特征：微生物可利用的形态特征少;形态特征在不同类群中进化速度差异大，不准确。 分析和比较生物大分子的结构特征。以 蛋白质、DNA、RNA作为主要指征。*18 微生物遗传型的鉴定：A：DNA碱基比例的测定主要是（G+C）mol%值B：核酸分子杂
13、交DNA-DNA和DNA-RNA杂交C：16SrRNA寡核苷酸编目分析D：氨基酸序列和蛋白质分析F ：遗传重组真核生物以能否进行有性生殖定义物种。原核生物发生转化、转导、结合的物种间存在广泛的染色体同源性。*19 细胞化学成分鉴定：A：细胞壁的化学组成B：全细胞水解液的糖型：C：磷酸类脂的成分分析: D：枝菌酸的分析：E：醌类的分析：F：气相色谱技术的应用： 现代分子生物学和免疫学技术的采用DNA探针、PCR、DNA芯片、酶联免疫吸附测定（ELISA）免疫荧光技术：放射免疫技术;全自动免疫诊断系统*20核酸探针技术原理：两条不同来源的核酸链如果具有互补的碱基序列，就能够特异性的结合而成为分子杂
14、交链。据此 ，将己知核苷酸序列DNA片段用同位素或其他方法标记，加入己变性的被检DNA样品中，在一定条件下即可与该样品中有同源序列的DNA区段形成杂交双链，从而达到鉴定样品中DNA的目的，这种能认识到特异性核苷酸序列有标记的单链叫DNA分子核酸探针或基因探针。制备核酸探针要注意两个关键性的问题：要选择特异性强而又无交叉反应的核酸(DNA或RNA)片段，可通过核酸重组和克隆以及人工合成、PCR扩增等技术获得；其次是标记物，当前常用同位素(32P、125I、 35S等）、光生物素及地高辛(digoxigenin)标记。 *21核酸探针技术已被用于检验食品中一些常见的病原 菌。如产肠毒素性大肠杆菌（
15、ETEC)是引起人和动物腹泻的主要病原之一，在常规食品的大肠杆菌检测时，产 耐热肠毒素(ST)的大肠杆菌常用乳鼠试验来鉴定，该方法操作复杂、耗时多，不适于进行大样本的检测，并且 所用增菌方法还常常导致质粒相关毒力的丧失。核酸 探针技术特异、敏感而又没有放射性，且因不需要进行 复杂的增菌和获得纯培养而节省了时间，减少了由质粒 决定的毒力丧失的机会，从而提高了检测的准确性。 另外在沙门氏菌的检测中，核酸探针技术也已被广泛使 用。*22PCR（Polymerase Chain Reaction）即聚合酶链式反应，又 称为无细胞克隆系统，是1985年由Mullis创建的一项DNA体外 扩增技术。 PC
16、R的全过程由变性（denature）、退火（annealing）和延 伸（extension）三步组成的若干个循环，每步之间通过温度的 改变来实现转换。其基本原理是在体外对一特定的双链DNA 片段（或称靶DNA)进行高效扩增。首先将靶DNA双链加热变 性为单链，然后加入两段人工合成的与靶DNA两端邻近序列 互补的寡核苷酸片段作为引物(primer)，即左端引物和右端引 物，该对引物与互补的DNA单链碱基互补结合后，在有DNA 多聚酶和四种dNTPs底物存在的情况下，引物沿模板DNA链（ 靶DNA单链）按5 3方向延伸，自动合成新的DNA双链。 新合成的DNA双链又可作为扩增的模板，继续重复以上的 DNA多聚酶链
