第十章-微生物的分类鉴定(1)只是分享
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11第十章微生物分类14年
2.《伯杰氏系统细菌学手册》
（Bergey’s Manual of systematic Bocteriology, 1984）
放线菌： 1. 中国科学院微生物研究所编著的放线菌目分科、分属检索表。 2. 克拉西里尼可夫（前苏联）“细菌放线菌分类手册”。 3. 瓦克斯曼（美）“放线菌分类”
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二、真菌的分类系统
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菌株（strain)或品系，从自然界分离得到的任何一种
微生物的纯培养物都可以称为微生物的一个菌株；用 实验方法（如通过诱变）所获得的某一菌株的变异型， 也可以称为一个新的菌株，以便与原来的菌株相区别。
模式菌株：一个被指定为能代表一个种群的菌株，是
活体标本
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第二节 微生物在自然界的地位
科学家估计有分类纪录的各类物种大约 有150万，其中微生物超过10万种，而且其数 目还在不断增加。微生物学工作者要认识、 研究和利用微生物或控制有害微生物，必须 对它们进行分类（classification）。
与微生物的酶和调节蛋白质的本质和活性直接相关； 酶及蛋白质都是基因产物；
对微生物生理生化特征的比较也是对微生物基因组的间接比较；
测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多；
营养类型； 与氧的关系；
对温度的适应性；
对渗透压的适应性；对pH的适应性； 代谢产物等
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微型、简便、快速或自动化鉴定技术
样， 具有既不同其他细菌也不同于其核生物的序列特征，
而它们之间则具有许多共同的序列特征。
三界(域)为：
Bacteria(细菌)、Archaea(古生菌)和Eukarya(真核生物)。
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第三节 各大类微生物的分类系统纲要
微生物分类和鉴定课件PPT
b）许多形态学特征依赖于多基因的表达，具有相对 的稳定性；
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（二）生理生化特征
与微生物的酶和调节蛋白质的本质和活性直接相关 酶及蛋白质都是基因产物 对微生物生理生化特征的比较也是对微生物基因组 的间接比较
测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多
营养类型、酶、代谢产物等；
生长温度、与氧、pH、渗透压的关系；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ16
2）GC%测定主要用于对表型特征难区分的细菌 作出鉴定，并可检验表型特征分类的合理性， 从分子水平上判断物种的亲缘关系。
3）使用原则：
G+C含量的比较主要用于分类鉴定中的否定
每一种生物都有一定的碱基组成，亲缘关系近的生物， 它们应该具有相似的G+C含量，若不同生物之间G+C含 量差别大表明它们关系远。
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3．电子杂交
随着微生物基因信息，特别是全基因组完全测序的 不断增加，我们可以通过各种计算机软件对不同物种 的遗传信息进行直接比较，从而分析不同微生物间的 亲缘关系。
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四、 伯杰氏手册
《伯杰氏鉴定细菌学手册》 (Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology)
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。
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同一个种内的不同菌株G+C含量差别应在4～5%以下； 同属不同种的差别应低于10～15%；
G+C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G+C含量的差别大于5%，则肯定
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（二）生理生化特征
与微生物的酶和调节蛋白质的本质和活性直接相关 酶及蛋白质都是基因产物 对微生物生理生化特征的比较也是对微生物基因组 的间接比较
测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多
营养类型、酶、代谢产物等；
生长温度、与氧、pH、渗透压的关系；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ16
2）GC%测定主要用于对表型特征难区分的细菌 作出鉴定，并可检验表型特征分类的合理性， 从分子水平上判断物种的亲缘关系。
3）使用原则：
G+C含量的比较主要用于分类鉴定中的否定
每一种生物都有一定的碱基组成，亲缘关系近的生物， 它们应该具有相似的G+C含量，若不同生物之间G+C含 量差别大表明它们关系远。
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3．电子杂交
随着微生物基因信息，特别是全基因组完全测序的 不断增加，我们可以通过各种计算机软件对不同物种 的遗传信息进行直接比较，从而分析不同微生物间的 亲缘关系。
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四、 伯杰氏手册
《伯杰氏鉴定细菌学手册》 (Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology)
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。
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同一个种内的不同菌株G+C含量差别应在4～5%以下； 同属不同种的差别应低于10～15%；
G+C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G+C含量的差别大于5%，则肯定
微生物的分类和鉴定方法
定义：单细胞或多细胞， 无细胞壁，有细胞核和细
胞器
特点：形态多样，结构简 单，繁殖迅速
分类：纤毛虫、鞭毛虫、 孢子虫、肉足虫等
应用：环境监测、污水处 理、生物制药等领域
显微镜观察：观察微生物的形状、 大小、颜色等特征
培养特性：观察微生物在不同培 养基上的生长情况
生理生化反应：检测微生物的酶 活性、代谢产物等生理生化特性
况
蛋白质组学：通 过分析微生物的 蛋白质组成和功 能来鉴定其种类
和特性
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
汇报人：XX
补体结合试验等
优点：快速、简 便、灵敏度高
Hale Waihona Puke 局限性：需要已 知的抗原或抗体，
且可能受到其他 因素的影响
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
DNA序列分析： 通过比较DNA序 列来确定微生物 的种类和亲缘关
系
基因测序：通过 测序微生物的基 因来鉴定其种类
和特性
基因芯片技术： 利用基因芯片技 术快速检测微生 物的基因表达情
定义：具有细 胞壁、细胞膜、 细胞核等细胞 结构的微生物
分类：分为酵 母菌、霉菌和 蕈菌三大类
特征：生长缓 慢，形态多样， 可产生孢子进 行繁殖
应用：在食品、 医药、环保等 领域有广泛应 用
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定义：一类能进行光合作用的微生物，包括蓝藻、绿藻、红藻等 特点：具有叶绿素，能进行光合作用，产生氧气 分类：根据形态、结构、生理特性等进行分类 应用：可用于污水处理、生物燃料、食品添加剂等领域
血清学鉴定：利用抗原抗体反应 进行微生物的鉴定
第十章 微生物的分类和鉴定
第十章微生物的分类和鉴定种：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、与同属内其他种有着明显差异的菌株的总称。
学名学名：一个菌种的科学名称，是按照《国际细菌命名法则》命名的，国际学术界公认并通用的正式名字。
前后有两个或数个学名排在一起时，在属名相同的情况下，后一学名中的属名可缩写成一个大写字母加一句号的形式。
例1：Bacillus（芽孢杆菌属）可缩写成B.例2：若可能产生混淆，也可写成二至三个字母，如：Bac.属名：表示微生物的主要形态特征、生理特征或以研究者的人名表示。
单数，字首大写。
例1 ：根霉属、毛霉属——形态特征例2 ：丙酸杆菌属、乳酸杆菌属——生理特征+ 形态特征例3 ：沙门氏杆菌属——研究者的人名 + 形态特征种名：说明微生物的颜色、形状、用途，有时用人名、地名、微生物寄生的宿主名称和致病的性质来表示。
字母小写。
例1 ：黑曲霉——颜色例2 ：巴斯德酵母——人名例3 ：北京棒杆菌——地名例4 ：猪霍乱沙门氏菌——寄生的宿主名称和致病性质例5 ：种名未确定：属名加 sp. （单数）或 spp. （复数）表示。
如：Bacillus sp. 表示一种芽孢杆菌；Bacillus spp.表示若干芽孢杆菌亚种、变种的命名：亚种：subspecies，简称“subsp.”变种：variety，简称“var.”命名：三名法属名 + 种名 + （subsp.或var.）+亚种（或变种）可省略例1：Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus 酿酒酵母椭圆变种例2：Bacteroides fragilis subsp. Ovatus 脆弱拟杆菌卵形亚种新种的命名：新种：属名 + 种名 + sp.nov.例：Corymebacterium pekinense sp. Nov. AS 1.229北京棒杆菌AS1.229 新种菌株菌株（在病毒中称毒株）：表示任何由一个独立分离的单细胞（或单个病毒粒子）繁殖而成的纯种群体及其一切后代。
第十章微生物的进化、系统发育和分类鉴定
"The ultimate scientific goal of biological classification cannot be achieved in the case of bacteria,"
-------------The Microbial World (the second edition )
20 亿年前以后的岩石中的微生物的化石形态多样性明显增多
10
形 成
于
亿
年
前
的
微
生
形态上非常类似于现代的蓝细菌，
物
进行不产氧光合作用的光能自养
化
菌，及化能无机营养的硫细菌。
石
形态上类似于现代的绿藻（真核生物）
10 微米
西伯利亚元古代黑色硅质岩中的球状兰藻细菌化 石
据（ Carl, V. Mendelson 等， 1982 ）
（参见 p326 ）
“ 前生命的化学进化”过程
出现生命（大约 35 亿年前）
主要是些类似简单杆状细菌的原始生 物
漫长的进化历程
千姿百态的生物种类
叠层石（ stromatolites ）
微生物与沉淀 片层状化石
形成于 8.5 亿年前的微生物化石
形成于 35 亿年前的微生物化石 主要是些类似简单杆状细菌的原始生物
16 S r RNA 系统发育树 （参见 p332 ）
1 ）生命的第三种形式——古生菌
动物界和植物界
（ p332 第 2 大段）
原核生物和真核生物（ 20 世纪 60 年
界（ Kingdom ） 域（ domain ）
古细菌 (archaebacteria)
真细菌 (Eubacteria)
-------------The Microbial World (the second edition )
20 亿年前以后的岩石中的微生物的化石形态多样性明显增多
10
形 成
于
亿
年
前
的
微
生
形态上非常类似于现代的蓝细菌，
物
进行不产氧光合作用的光能自养
化
菌，及化能无机营养的硫细菌。
石
形态上类似于现代的绿藻（真核生物）
10 微米
西伯利亚元古代黑色硅质岩中的球状兰藻细菌化 石
据（ Carl, V. Mendelson 等， 1982 ）
（参见 p326 ）
“ 前生命的化学进化”过程
出现生命（大约 35 亿年前）
主要是些类似简单杆状细菌的原始生 物
漫长的进化历程
千姿百态的生物种类
叠层石（ stromatolites ）
微生物与沉淀 片层状化石
形成于 8.5 亿年前的微生物化石
形成于 35 亿年前的微生物化石 主要是些类似简单杆状细菌的原始生物
16 S r RNA 系统发育树 （参见 p332 ）
1 ）生命的第三种形式——古生菌
动物界和植物界
（ p332 第 2 大段）
原核生物和真核生物（ 20 世纪 60 年
界（ Kingdom ） 域（ domain ）
古细菌 (archaebacteria)
真细菌 (Eubacteria)
微生物的分类和鉴定
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
（二）种的概念
在微生物中，种的定义是很难下的。至今还找不 到一个公认的、明确的种的定义。 种的定义：是一个基本分类单元，是一大群表型 特征高度相似、亲缘关系极其接近、与同属内的 其他物种有着明显差异的一大群菌株的总称。 新种（species nova，sp. nov或nov sp.）：是指权 威性的分类、鉴定手册中从未记载过的一种新分 离并鉴定过的微生物。 如北京棒杆菌AS 1.299，新种（Corynebacterium pekinense sp.nov AS 1.299）
“subsp”）或变种（variety，简称“var”，） 时，学名应三名法拼写。
学名 = 属名+种名加词 + 符号subsp或var + 亚种和变种的加词
排斜体 排正体（可省略） 排斜体（不可省略）
例：苏云金芽孢杆菌蜡螟亚种
Bacillus thuringiensis subsp galleria
禽流感病毒
照片中的蓝色部分就是H5N1禽流感病毒， 下面的红色部分则是健康人体细胞，照片 显示H5N1正在攻击健康的细胞。
• H和N都是指病毒的糖蛋白（蛋白质），一种糖蛋白 叫血凝素（HA），另一种叫神经氨酸酶（NA）。 这两种糖蛋白容易发生变异。 • 根据糖蛋白变异的情况，HA分为H1—H15十五个不 同的型别，NA分为N1—N9九个不同的型别。 • 其中H5与H7为高致病亚型。
4.菌株（strain）
菌株：又称品系，表示由一个独立分离的单细胞 （或单个病毒粒）繁殖而成的纯遗传型群体及其 一切后代。 菌株===纯培养物===纯分离物 菌株===克隆 菌株的名称，可随意确定，一般可用字母加编号 表示，字母多表示实验室、产地或特征等的名称， 编号表示序号等数字。 例如：大肠埃希氏菌的两个菌株 E.coli K12 基因组已于1997年发表 E.coli O-157：H7 基因组已于2001年发表
微生物的分类和鉴定
微生物的分类和鉴定第十章微生物的分类和鉴定一、名词解释：01.系统学（systematics）：是研究生物多样性及其分类和演化关系的科学。
分子系统学是检测、描述并揭示生物在分子水平上的多样性及其演化规律的科学。
研究内容包括了群体遗传结构、分类学、系统发育和分子进化等领域。
02.系统树：在研究生物进化和系统分类中，常用一种树状分支的图型来概括各种（类）生物之间的亲缘关系，这种树状分支的图型也称为发育树（phylogenetic tree）。
03.分子系统树：通过比较生物大分子序列差异的数值构建的系统树称为分子系统树。
04.微生物分类学（microbial taxonomy）：是一门按微生物的亲缘关系把它们安排成条例清楚的各种分类单元或分类群的科学，其具体任务有三，即分类、鉴定和命名。
05.分类（classification）：根据文献资料，经过科学的归纳和理性的思考，整理成一个科学的分类系统。
即解决从个别到一般或从具体到抽象的问题。
06.鉴定（identification）：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。
即解决从一般到特殊或从抽象到具体的问题07.命名（nomenclature）：为一个新发现的微生物确定一个新学名的过程。
08.培养物（culture）：是指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、摇瓶培养物等。
如果某一培养物是由单一微生物细胞繁殖产生的，就称之为该微生物的纯培养物（pure culture)。
09.菌株（strain）：从自然界分离得到的任何一种微生物的纯培养物，都可以称为微生物的一个菌株；用实验方法（如通过诱变）所获得的某一菌株的变异型，也可以称为一个新的菌株，以便与原来的菌株相区别。
菌株是微生物分类和研究工作中最基础的操作实体。
10.标准菌株：指能代表这个种的各典型性状的一个被指定的菌株。
第十章 微生物分类学
（二）放线菌分类系统 1、美国瓦克斯曼分类系统 、 2、苏联克拉西里尼科夫 、 （三）酵母菌分类系统 罗德（ 荷兰 罗德（Lodder）分类系统 ） （四）霉菌分类系统 尚未形成较好的分类系统 对于真菌分类，目前有Ainsworth Alexopoulos 对于真菌分类，目前有 Smith等分类系统，把酵母、霉菌归属于真菌门下， 等分类系统， 等分类系统 把酵母、霉菌归属于真菌门下， 分五个亚门，酵母、霉菌分属于各个亚门中： 分五个亚门，酵母、霉菌分属于各个亚门中：鞭毛 菌亚门，接合菌亚门，子囊菌亚门，担子菌亚门， 菌亚门，接合菌亚门，子囊菌亚门，担子菌亚门， 半知菌亚门。 半知菌亚门。
70年代,Margulis的“内共生学说”认为：进化过 70年代,Margulis的 内共生学说”认为： 年代 程中，一种细胞捕抓了另一种细胞，未消化它， 程中，一种细胞捕抓了另一种细胞，未消化它，二 产生质的飞跃。 者形成内共生 ，产生质的飞跃。
二、细菌分类和伯杰氏手册
20世纪60年代以前， 20世纪60年代以前，国际上 世纪60年代以前 不少细菌分类学家都曾对细 菌进行过全面的分类， 菌进行过全面的分类，提出 过一些在当代有影响的细菌 分类系统。 70年代以后 年代以后， 分类系统。但70年代以后， 对细菌进行全面分类的、 对细菌进行全面分类的、影 响最大的是《伯杰氏手册》 响最大的是《伯杰氏手册》。 所以该书目前已成为对细菌 进行分类鉴定的主要参考书。 进行分类鉴定的主要参考书。
3、生态学特征 主要利用微生物在自然界中的分布情况， 主要利用微生物在自然界中的分布情况， 与其它生物之间的相互关系（共生、 与其它生物之间的相互关系（共生、寄 ），它的致病性 它的对噬菌体（ 它的致病性， 生），它的致病性，它的对噬菌体（噬菌 斑的测定）的敏感性。 斑的测定）的敏感性。
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微生物分类的基本单位是“种”
例如枯草芽孢杆菌的分类顺序如下:
界-原核生物界(procaryatae) 门--原壁菌门(Firmicutes) 纲---芽孢菌纲(Bacilla) 目----芽孢菌目(Bacillales) 科-----芽孢菌科(Bacillaceae) 属------芽孢杆菌属(Bacillus) 种--------枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)
标准菌株是人们最先发现,并进行过描述具有典 型特征的菌株。
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。
一 个 微 生 物 新 种 的 建 立 必 须 在 IJSB(International Journal of systematic Bactiology)(国际系统细菌学杂 志)上发表。然后被添加在《细菌名称批准目录》中。
新种的标准菌株要送交“世界菌种保藏联合 会”(WFCC),并存入微生物资源中心( Microbiologycal Resources Center)简称(MIRCEN)。 • 细菌名称发表的优先权为1980年1月1日,即《细菌名称 批准目录》中没有的1980 年1月1日以后谁先发表属于 谁。
亚种是种以下的唯一分类单位。也是分类地 位的最低等级, 微生物学中把实验室获得的稳 定变异型菌种称为亚种。
第十章-微生物的分类鉴定(1)
二、细菌的分类单位与命名法规
微生物的分类单位依次分为:
界（Kingodm） 门(phylum) (亚门) 纲(Class)
一、细菌的分类单位与命名法规 (亚纲) 目(order) (亚目) 科(family) (亚科) 族(group) (亚族) 属(genus) (亚属) 种(species)
群:在自然界中有些微生物的种类其特征介于两个 种之间,彼此不易严格区分,于是我们就把这两个 种和介于它们中间的一些微生物统称为一个 “群”。
三、命名法规及双名法：
关于原核微生物的命名, 国际上有一个“国际细菌命名 法规”该法规有以下主要规定:
1.细菌名称发表的优先权为1980年1月1日。
在1980年1月1日以前,由斯克尔曼教授为主对世界 上的细菌名称进行了清理,保留了3500个菌名,废除了 26400个菌名,从1980年1月1日起,凡是保留的3500个菌 名以外的谁先发表属于谁。
（三)生理特征:
(1) 对氧气的需要: 嫌气, 兼嫌气
(2) C素营养:
A. 属何种营养类型:光能自养,光能异养, 化能自养，化能异养
B. 对各种有机C化物的利用:
糖类(单糖、双糖、寡糖、多糖)
有机酸、 醇、 醛、 烃类(CH4) (3)N素营养
A．无机N化合物 NO3-盐
NH4+盐
B．有机N化合物 尿素、 碱基、 核甘酸 、 AA 、 蛋白质
变种是亚种的同义词,因会引起混乱,故不主张使用, 在新的命名法中没有地位。
亚种以下的术语有:
生物变异型(biovar)
化学变异型(chemovar):产生某种化合物或其产量 异常。
致病变异型(pathovar):对一个或多个寄主的致病反 应。
噬菌体变异型(phayovar):对噬菌体的反应。
血清变异型(serovar):抗原特性。
其它术语:
克隆:是从单个亲本细胞得来的细胞群体。
菌株:是由纯培养的单个分离物的后代组成的,菌 株通常是由单菌落衍生而来, 而产生原始菌落的菌 数是未知的,故大多数菌株不被认为是克隆。
菌株编号:从自然界分离到的微生物尽管属于同 一个种,但由于它们来源不一样,它们之间总会有 些细微差异,这些同种但来源不同的纯培养体就是 不同的菌株。 通常用编号表示如7216、140等。
命名原则：由“属名+种名”构成； 属名：用希腊字或拉丁字或拉丁化了的其它文字
组成。属名用来描述主要特征，如形状、构造 或者科学家的名字； 种名：用拉丁文或拉丁化的文字或人名表示,种名 用来描述色素,来源或科学家的名字。
学名=属名+种的加词+（首次定名人）+现名定名人和
鲜明定名年份
• 规定与常识：属名应大写首字母、单数、可以组 合外而成。种的加词代表一个种的次要特征，首 字小写
例如:Bacillus thuringiensis Berliner 1915;
属名 种名
定名人 (一)形态特征:
(1) 形态: (2) 大小:菌体 宽×长 或者直径大小 (3 ) 排列: (4) G染色反应: G+、G—,G不定。 (5) 细胞内含物:聚β-羟基丁酸,异染粒,硫粒等。 (6) 鞭毛与运动性: (7) 荚膜有无。 (8) 芽胞: (9) 发育过程中的形态变化: (10) 特殊构造:
种的概念： 种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 种有明显差异的菌株的总称。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。
种与其它分类级的区别在于: 1.它是繁殖的基本单位。 2.它是分类的基本单位。 3.划分种要有标准菌株:
2.新种的命名不应与已发表的真菌,藻类、原生动物同 名。
3.种名要用拉丁文,用双名法表示,新种要有典型菌株, 新属要有典型种,并要同时发表菌种的保藏号。
4.新种(属)要在“国际系统分类细菌学杂志”(IJSB)上发表。
5.菌名的更改要得到仲裁委员会同意,并发表在IJSB上 才能有效。
微生物的学名：菌种的科学名称。
a.放线菌的分枝及孢子形态; b.鞘细菌有鞘: c.柄细菌有柄: d.粘细菌形成子实体:
(二)培养特征:
培养特征主要指
菌落特征: 1. 菌落大小,一般量直径 2. 形状:圆、扩展、不规则、变形虫状等。 3. 边缘: 踞齿状 波形 放射状。 4. 隆起度: 5. 透明度:半透明,透明,不透明。 6. 质地:粘稠、疏松、紧密。 7. 颜色:正面颜色,反面颜色。 液体培养特征: 1.混浊度 2.有无沉淀 3.有无浮膜及浮膜厚度 4.半固体穿刺培养的生长及运动性