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1、2.5.1分类单位及命名原则2.5.2分类依据和分类方法2.5.3分类系统,微生物的分类,分类(Classification)：根据一定的原则(表型特征相似性或系统发育相关性)对微生物进行分群归类，编排成系统，以便查考和对未被分类的微生物进行鉴定。,命名(Nomenclature)：是根据命名法规，给每一个分类群一个专有的名称。,鉴定(Identification或determination)：借助于现有的微生物分类系统，通过特征测定，确定未知的、或新发现的、或未明确分类地位的微生物所应归属分类群的过程。,种以上的系统分类单元 界 Kingdom 门 Phylum（或Division）亚门 纲
2、 Class 亚纲超目目 Order 亚目科 Family 亚科 族亚族属 Genus 种 Species,分类单位和命名原则,种以下分：亚种或变种；亚种以下分： 型,种（Species）：具有高度特征相似性的菌株群，这个菌株群与其他类群的菌株有明显的区别。是生物分类中的基本分类单元和分类等级。,亚种（Subspecies）或变种（Variety）： 当一个种内的不同菌株存在少数明显而稳定的变异特征或遗传性状而又不足以区分成新种时，可将这些菌株细分成两个或以上的小的分类单元亚种。,菌株（Strain）：从自然界中分离得到的任何一种微生物的纯培养物。又叫品系。,型（Type）：亚种以下的细分。当
3、同种或同亚种不同菌株之间的性状差异，不足以分为新的亚种时，可细分为不同的型。如血清型、噬菌型、致病型、生物型、形态型等。,菌株是微生物分类和研究工作中最基础的操作实体,培养物：一定时间一定空间内微生物的细胞群或生长物，如微生物的斜面培养物、摇瓶培养物。,群（Group）：指微生物的一个种在生长繁殖过程中，可 能变异形成另外的种及一些过渡类型的变种，把这些亲缘关系比较近的菌种，统称为群。如大肠菌群。 属（Genus）：具有某些共同特征或密切相关的种归为一个高一级的分类单元，称之属。以此类推归为科、目、纲、门、界。,由于微生物分类单元的划分缺乏一个易于操作的统一标准，为了减少因采用不同标准界定分类
4、单元所造成的混乱，微生物系统分类也采用“模式概念”,种和亚种指定模式菌株（type strain）,亚属和属指定模式种（type species）,属以上至目级分类单元指定模式属（type genus）,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。,命名原则,微生物名称： 俗名（common name）学名（scientific name）,（1）学名国际命名法规：,双名法：属名 + 种名加词,属名在前，用拉丁文名词表示，首字母大写 种名在后，常用拉丁文形容词
5、表示，全部小写,一般用斜体表示,（2）在分类学文献中学名=属名+种名+(首次定名人)+现名定名人+现名定名年份必要（斜体） 可省略（正体）（3）三名法有亚种或变种时，学名由“三名法”构成学名=属名 + 种名加词 + subsp. 或 var. + 亚种或变种的加词斜 体 正体（可省略） 斜体（不可省略）,当两个或多个学名排在一起时，若它们的属名相同，则后面的属名可缩写成1个、2个或3个字母，在其后加一个点。 如 ： Bacillus可缩写成“B.” 或“Bac.”,若所分离的菌株只鉴定到属而未鉴定到种，用sp.（单数）或 spp.（复数）表示。,Bacillus sp.(一种芽孢杆菌) Bac
6、illus spp.(若干种芽孢杆菌),熟悉一些微生物的学名！,分类依据与方法,形态特征,个体形态、菌落形态、液体培养、半固体培养,思考？有哪些？,生理生化特征,营养类型、对碳、氮源利用、对生长因子需要、代谢产物、产某些酶类、与温度、氧气、pH的关系；对抗生素及抑制剂的敏感性、血清学试验和噬菌体分型、与宿主的关系,细胞化学组分,细胞壁成分、氨基酸顺序和蛋白质组分等,DNA遗传特征,GC% 、核酸分子杂交、 rRNA序列相似性、微生物全基因组序列,（1） GC含量分析,(G+C) mol% = （G+C）/（A+T+ G+C ） 100% 分类学上，用G+C占全部碱基的克分子百分数来表示各类生物
7、的DNA碱基组成特征。,DNA碱基对的序列、数量和比例是稳定的。,a）每个生物种都有特定的GC%范围，因此可以作为分类鉴定的指标。细菌的GC%范围为25-75%， 变化范围最大。,b）GC%测定主要用于对表型特征难区分的细菌作出鉴定，从分子 水平上判断物种的亲缘关系。,c） GC%的比较，主要用于分类鉴定中的否定.亲缘关系近的生物，它们应该具有相似的G+C含量，但具有相似G+C含量的生物，并不一定表明它们之间具有近的亲缘关系。,GC%使用注意事项：,同一个种内的不同菌株GC%含量差别应在45%以下；同属不同种的差别应低于1015%； GC%含量已经作为建立新的微生物分类单元的一项基本特征，它对
8、于种、属甚至科的分类鉴定有重要意义。,若二个在形态及生理生化特性方面及其相似的菌株，如果其GC%含量的差别大于5%，则肯定不是同一个种，大于15%则肯定不是同一个属。,不同生物DNA碱基排列顺序的异同直接反映生物间亲缘关系的远近，碱基排列顺序差异越小，它们之间的亲缘关系就越近，反之亦然。,原理：根据DNA分子解链的可逆性和碱基配对的专一性，将待测的不同来源的DNA在体外加热使其解链，并在适合的条件下使互补的碱基重新配对（复性），然后测定杂交的百分比。同位素标记。,DNA-DNA；DNA-rRNA分子间的杂交,判定：DNA同源性在70%以上属于种的水平；在20%以上属于属的水平。,（2） 核酸分
9、子杂交,三种方法：rRNA-DNA杂交rRNA寡核苷酸编目分析（RNA酶水解片段） rRNA基因序列分析（系统发育树状图）。,分析不同微生物16S rRNA或18S rRNA寡核苷酸序列的同源性，以确定不同生物间的亲缘关系和进化谱系。,三域学说（三原界学说）：真细菌、古生菌、真核生物,（3） rRNA序列同源性分析,16S rRNA作为进化和系统分类指征的优点：,a）16S rRNA具有重要且恒定的生理功能；,b）在16SrRNA分子中，既含有高度保守的序列区域，又有中度保守和高度变化的序列区域，因而它适用于进化距离不同的各类生物亲缘关系的研究；,c）16SrRNA分子量大小适中，便于序列测定
10、分析；,d）rRNA在细胞中含量大(约占细胞中RNA的90%)，也易于提取；,e）16SrRNA普遍存在于原核生物中(真核生物中其同源分子是 18SrRNA)。因此它可以作为测量各类生物进化的工具。,一些生物大分子（如16SrRNA或18SrRNA），其分子序列的改变量与分子进化的时间成正比，因此，这些生物大分子被作为分子计时器，真实记录了各种生物的进化过程。可通过比较不同类群的生物大分子序列的改变量来确定它们彼此系统发育的相关性或进化距离。,分子计时器,（4） 微生物全基因组序列测定,第一个古菌：詹氏甲烷杆菌,第一个细菌：流感嗜血杆菌,第一个真菌：酿酒酵母,截至2008年3月，细菌597个，
11、古生菌51个，真核生物82个的全基因组被测序；约2759个基因组正在测序。,经典分类鉴定法：实用简单 化学分类鉴定法 遗传分类鉴定法 数值分类鉴定法,分类方法,纯培养物测指标查手册,菌种鉴定,微量化、简便化、快速化、智能化的方向发展,API系统 “Enterotube” “Biolog”全自动和手动系统,探索阶段,按大量表型性状的相似性程度进行统计、归类特点: 使用尽可能多的性状，每个性状同等重要。步骤:(1) 收集菌株，选择性状(2) 性状编码 (3) 相似性计算: 计算相关系数Ssm或Sj：Ssm=（a+d）/(a+b+c+d) 正负反应性状Sj=a/(a+b+c) 正反应性状Sj 808
12、5% 种Sj 65% 属(4)系统聚类 (5)聚类结果的表示,数值分类法（统计分类法）,伯杰氏鉴定细菌学手册 (Bergeys Manual of Determinative Bacteriology),第一版（1923年） 第八版（1974年）,美国宾夕法尼亚大学的细菌学教授伯杰(D.Bergey) 主编。 1957年第七版后，吸收了国际上细菌分类学家参加编写，它的近代版本反映了出版年代细菌分类学的最新成果，因而逐渐确立了在国际上对细菌进行全面分类的权威地位。,分类系统,1. 原核生物（细菌）分类系统,1984年改名伯杰系统细菌学手册 2004年(第2版),共5卷，其分类体系按16S rRN
13、A的系统发育关系编排,伯杰氏手册是目前进行细菌分类、鉴定的最重要依据，其特点是描述非常详细，包括对细菌各个属种的特征及进行鉴定所需做的实验的具体方法。,1、04版本，在“细菌分类”一章中，专题论述了近代发展起来的一些新的分类方法，如数值分类、核酸在细菌分类中的应用、遗传学方法、血清学和化学分类等。 2、手册新版的一个突出变化是鉴定方法的革新。其分类体系完全按16SrRNA系统发育编排。新版在表型特征基础上，以DNA资料对属、种的分类地位给予决定性的判断。将DNA中G+C mol含量的测定、DNA杂交、RNA寡核苷酸的顺序分析、细胞化学分析、数值分类等方法应用到细菌的分类学上，改变了过去细菌分类
14、过多的依赖人为因素的局面。,伯杰氏系统细菌学手册简介,2. 菌物分类系统,Ainsworth菌物系统（ Ainsworths system of fungi）,第七版(1983年)第八版(1995年)影响力较大第九版（2001）,英国出版的菌物字典（或译为真菌字典）为代表的Ainsworth系统 美国出版的菌物学概论（或译为真菌学概论）为代表的Alexopoulos系统。,Ainsworth分类系统,真菌的分类系统简介,（一）鞭毛菌亚门（Mastigomycotina） 是低等真菌，其有性孢子主要是卵孢子，其无性孢子可产生鞭毛，为游动孢囊孢子。,（三）子囊菌亚门（Ascomycotina） 子
15、囊菌是较高级的真菌，也是真菌中一个比较大的类群，已知有四万多个种，分布广泛，与人类关系密切。子囊菌的无性孢子有多种，如分生孢子、芽孢子、厚垣孢子等。子囊菌的有性繁殖为子囊孢子。,（四）担子菌亚门（Basidomycotina） 担子菌是真菌中的一个较大的类群，大约有两万多个菌种，担子菌是高等真菌，其菌丝由多细胞组成，有性繁殖产生担孢子。人类可直接食用的蘑菇、木耳、银耳等食用菌。,（五）半知菌亚门（Deuteromyeotina） 有些真菌的有性世代尚未被发现，或很少发生。只根据其无性世代进行分类鉴定，故被称为半知菌。,(二）接合菌亚门（Zygomycotina） 无性孢子为孢子囊孢子，有性孢子为接合孢子的霉菌。,Ainsworth的分类系统，把真菌界（Kingdom Fungi）分为粘菌门 (Myxomycota)和真菌门 (Eumycota)2个门，5个亚门，18个纲和68个目。 真菌门中的五个亚门:,
