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1、v,第七章,细菌的分类与命名,第七章 细菌的分类与命名,动植物林奈分类体系,细菌细胞不同于动植物细胞,前 言,第七章 细菌的分类与命名,第一节 细菌分类地位,一、分类地位,细菌过去归属植物界，自1974年以来，划为原核生物。细菌作为另一个系统进行类别的原核生物，包括对动物和人具有致病作用的衣原体、立克次体、霉形体、螺旋体、放线菌等，此外还涉及蓝细菌、紫色光合细菌等。,第七章 细菌的分类与命名,第一节 细菌分类地位,二、分类单元,属 种 菌株,具有共性的若干种的组合，应与其他属有明显的差异。不同属之间的16SrRnA序列有较大的差异，但尚未提出差异的量化标准。,是微生物学分类的最基本单元，种可认
2、为是一群性质相似的菌株，它与其他菌株群体有明显差异。凡是16SrRNA序列同源性大于97%的两株细菌即可确定为同一种。,是不同来源的某一种细菌的纯培养物。同一种细菌可以有许多菌株，其主要性状应完全相同，其次要性状可稍有差异。,第七章 细菌的分类与命名,第二节 细菌的命名,一、俗名法,二、学名法,约定俗成的名字,细菌的命名依据“国际细菌命名法规”的规定，学名用拉丁文，遵循“双名法”。所谓“双名法”就是每一种细菌的拉丁文名称由属名和种名两部分构成，属名第一个字母必须大写，其余均应小写，即使科名是以人名或地名命名的，种名头一个字母也用小写。整个属名及种名在出版物中应排成斜体。,第七章 细菌的分类与命
3、名,第三节 细菌分类鉴定的标准,一、表型特征鉴定,二、种系发生关系鉴定,测定DNA中G+Cmol%,核酸杂交法,16sRNA寡聚核苷酸序列,长期以来，细菌分类鉴定的主要依据是其表型特征，即形态、染色、培养、细胞壁结构、生理生化及抗原性的特征。,第七章 细菌的分类与命名,第四节 细菌分类的方法,一、条目分类法,长期以来，细菌分类采用传统的双歧检索条目分类法。此法首选要在细菌的各种性状中，选择一项或数项被认为是最主要的基本性质，作为分类指征，在最高一级的分类等阶上将细菌分成若干类别；然后在这些类别中选择数项次要性状为指征，将细菌作次一等阶分类，依此类推，一直划分到种。,第七章 细菌的分类与命名,第
4、四节 细菌分类的方法,二、数值分类法,原理是根据数值分析，借助电子计算机，将拟分类的细菌按其性状相似程度归类定位。,第七章 细菌的分类与命名,第五节 细菌的分类体系,一、伯吉氏系统学手册,二、原核生物,三、国际系统与进化微生物学杂志,四、国际著名的菌种保藏机构,第七章 细菌的分类与命名,第六节 细菌的鉴定,一、分类培养,一般只有纯培养的细菌才能进行鉴定。,第七章 细菌的分类与命名,第六节 细菌的鉴定,二、鉴定方法,除按表型特征、DNA同源性或rRNA序列比较等方法鉴定细菌外，还有用其他方法，如测定细菌的脂肪酸组成，用气相液相质谱分析细菌的脂肪酸谱，每一种细菌的脂肪酸谱是恒定的，可重复性好，因此
5、此法可用于细菌的鉴定或分类，往往结合常规方法参照应用。在有条件 的单位可用PCR技术检测鉴定细菌。,第七章 细菌的分类与命名,第六节 细菌的鉴定,三、鉴定程序,第六章 细菌的分类与命名1、 细菌的分类地位过去分类：植物界 1974年后：原核生物原核生物：古细菌（Archaea）：是一个独特的系统进化类别， 产甲烷、极端耐盐、高度嗜热、细胞壁组成与细菌不同。细菌（Bacteria）:衣原体、立克次氏体、霉形体、螺旋体、放线菌、蓝细菌、光合细菌等,分类系统：纲、目、科、属、种属（Genus, genera）：具有若干共性的种的组合，与其 他属有明显的差异。种（Species）：微生物分类的基本单元
6、，是一群性质相似的菌株，与其他菌株群体有明显差异。菌株（Strain）：是不同来源的某一种细菌的纯培养物。同一种细菌有许多菌株，其主要性状应完全相同。,2、 细菌的命名国际细菌命名法规（The International Code of Nomenclature of Bacteria）双名法：每一种细菌的拉丁名称由属名和种名二部分组成，属名第一个字母必须大写，其余均小写。如大肠杆菌的学名：Escherichia coli, E coli。,在现代细菌分类中，在属名和种名之后，还加上首次定名人（加括号）、现定名人和现名定名年份，用正体字。如大肠杆菌的学名：Escherichia coli （M
7、igula）Castellani et Chalmers 1919, 指Migula 于1895年命名此菌为Bacillus coli, Castellani 及 Chalmers 于1919年改为现名。,3、 细菌的分类依据过去的细菌分类鉴定依据：形态、染色、培养、细胞壁结构、生理生化特点、抗原特性。现在研究细菌种系发生关系主要采用三种方法：测定DNA碱基(G+C) mol%核酸分子杂交(DNA-DNA hybridization)16S rRNA 寡核苷酸编目,4、 细菌分类的方法 数值分类法（Numerical taxonomy）：根据数值分析，借助电子计算机，将拟分类的细菌按其性状相似
8、程度归类定位。原则：各种性状等重要，用多菌株比较。优点：科学、规范缺点：需要电子计算机,双歧检索条目分类法：选择一项或多项被认为是最主要的性状作为分类指征，在最高一级的分类等阶上将细菌分成若干类；然后选择数项次要性状为指征，将细菌作次一等阶分类，依此类推，一直划分到种。优点：简明、实用缺点：带有人为因素,5、 细菌的分类体系1. “伯吉氏系统细菌学手册” （ Bergeys Manual of Systematic Bacteriology）：自1923年出版第一版以来，不断充实修改再版，1994年面世第九版。2. Balows等编著的“原核生物” ( The Prokaryyotes ) :
9、 第二版，1992，可弥补伯吉氏手册的不足。,3. 国际系统与进行微生物学杂志（International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, IJSEM ）：是细菌分类命名的世界公认的权威期刊，由国际微生物学会联合会（International Union of Microbiological Societies）于1901年创刊出版。,本章内容提要,1 生物界的分类 2 微生物的分类学 3 分类单元和分类名词 4 微生物的命名 5 进化指针的选择 6 微生物分类鉴定的特征和技术 7 微生物的分类系统,教学提示： *重点掌
10、握各分类单元名称、微生物命名原则 *了解微生物的进化地位和分类系统。 *难点是分类学的名词术语和常见常用微生物的拉丁文学名，但又是必须掌握的。要求掌握的较重要的常见常用微生物共约30个学名，希望同学们认真领会、记忆，这是回避不了的，是微生物学学习的基本功。,1、生物界的分类,地球上的物种估计大约有200万种，其中微生物超过10万种，而且其数目还在不断增加。（因已知微生物仅10%，已开发利用的是已知的1%。）,在生物进化历史过程中演化形成生物种类和种群的多样性。,生物分类就是通过研究生物的系统发育及其进化历史，揭示各类生物的多样性及其系统发生关系，编制分类系统，还原生物的自然历史位置。,高等动植
11、物分类,化石资料、形态学、比较胚胎学,较正确反映其系统发育,3、 细菌的分类依据过去的细菌分类鉴定依据：形态、染色、培养、细胞壁结构、生理生化特点、抗原特性。现在研究细菌种系发生关系主要采用三种方法：测定DNA碱基(G+C) mol%核酸分子杂交(DNA-DNA hybridization)16S rRNA 寡核苷酸编目(16S rRNA oligonucleotide catalog),微生物分类的难题：,绝大部分微生物个体小、形态简单、易受环境影响而变异、缺少有性繁殖过程、缺乏化石资料。,生物分类的二种基本原则：,a）根据表型特征(phenotype)的相似程度分群归类，这种表型分类重在应
12、用，不涉及生物进化或不以反映生物亲缘关系为目标；,b）按照生物系统发育相关性水平来分群归类，其目标 是探寻各种生物之间的进化关系，建立反映生物系统发育的分类系统。,生物的界级分类学说：在认识发展过程的不同阶段存在对生物分类的不同观点。 如：二界系统、三界系统、四界系统、五界系统、六界系统和三原界系统直至三域学说.,生物的界级分类学说,三原界系统是1978年由R.H.Whittaker和L.Margulis提出的。所有生物存在一个共同祖先，由它分三条进化路线，就形成了三个原界：古细菌（Archaebacteria）原界、真细菌(Eubacteria)原界、真核生物(Eucaryotes)原界.
13、内共生学说主要是L. Margulis的贡献.,L. Margulis 的真核细胞共生起源假说,三原界系统,利用16S rRNA建立分子进化树的美国科学家 Carl Woese 16S rRNA分子计时器（molecular chronometers）或分子尺、或进化钟（evolutionary clock）,三域学说的建立,三域学说(three domains theory)及其 生物进化谱系树,三域:细菌域(Bacteria)古生菌域 (Archaea)真核生物域 (Eukarya),人类对微生物的认识水平是生物界级分类的核心,微生物的进化地位：,通过放射性元素的计时技术，测得地球年龄约有
14、45-46亿年。从最古老的微生物化石叠层岩中发现，类似细菌的生物在约35亿年前就已出现，此时地球开始由化学进化转入到生物进化阶段（此时为单极生态系，最早出现的生命形态主要是古生菌）； 发现蓝细菌类原核生物是在21亿年前,此时已进化到双极生态系统，并且地球大气开始由无氧变成有氧，并且开始有了阻挡紫外线的臭氧层，之后出现真核微生物； 大约6亿年前，水圈中出现了后生动物（摄食消费者），至此已形成了三极生态系；之后出现由“鱼陆生生物两栖类爬行类”的进化趋势，人类诞生至今不过300万年。,三域学说(three domains theory)及其 生物进化谱系树,三域:细菌域(Bacteria)古生菌域
15、(Archaea)真核生物域 (Eukarya),人类对微生物的认识水平是生物界级分类的核心,有人认为，如果把地球年龄比喻为一年的话，则微生物诞生的时间是在3月20日左右，人类出现的时间是12月31日下午7时左右，所以可以毫不夸张地说，微生物是一切生物（包括人类）的“老前辈”。,2、微生物分类学,经典分类学：按微生物表型特征分类,微生物系统学：按亲缘关系和进化规律分类,表型特征：形态学、生理生化学、生态学等，推断微生物的系统发育。,表型特征结合分子水平上的基因型特征（如16S rRNA)，探讨微生物进化地位、系统发育关系并进行分类鉴定。,微生物分类学的三个任务：分类、鉴定及命名,分类是根据微生
16、物的相似性和亲缘关系，将微生物归入不同的分类类群。,鉴定是确定一个新的分离物属于已经确认的哪个分类类群的过程。,命名是根据国际命名法规给每一微生物类群及种类以科学的名称。,以啤酒酵母为例，它在分类学上的地位是：界(Kindom)：真菌界门(Phyllum)：真菌门纲(Class)：子囊菌纲目(Order)：内孢霉目科(Family)：内孢霉科属(Genus)：酵母属种(Species)：啤酒酵母,3、微生物的分类单元和分类学名词,界、门、纲、目、科、属、种七级单元 种是最基本的分类单元 每一分类单元后可有若干辅助单元，如亚门、亚纲、亚目、亚科等,种（species）：是一个基本分类单位；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别的一大群菌株的总称。,菌株（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及其一切后代（起源于共同祖先并保持祖先特性的一组纯种后代群）。因此，一种微生物的每一不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株。菌株强调的是遗传型纯的谱系.,
