微生物的进化系统发育和分类鉴定
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微生物的分类和系统发育
影响
病毒
定义：病毒是一种非细胞微生物， 必须寄生在活细胞中才能复制繁殖。
形态：病毒的形态各异，常见的有 球形、杆形和丝形等。
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分类：病毒可以根据其宿主范围和 基因组类型进行分类，如DNA病毒 和RNA病毒，以及单链和双链病毒。
繁殖方式：病毒通过吸附、侵入、 复制和释放等过程在宿主细胞内繁 殖。
应用：藻类在食品、饲料、医药、化工等领域具有广泛的应用价值
微生物的系统发育
进化树
定义：表示生物进化关系的图形，由共同祖先出发，随着时间发展而分支 进化 作用：揭示生物之间的亲缘关系和进化历程
构建方法：基于基因序列、蛋白质序列等分子生物学数据
应用领域：生物分类学、进化生物学、古生物学等
基因组学
基因组学在微生物系统发育研究中的应用 基因组学在微生物分类中的作用 基因组学在微生物进化研究中的应用 基因组学在微生物生态学研究中的应用
微生物的分类和系统发育
汇报人：XX
微生物的分类 微生物的系统发育
微生物的分类
细菌ห้องสมุดไป่ตู้
定义：细菌是 一种单细胞微 生物，是所有 生物中最原始
的一种
分类依据：根 据细菌的形态、 染色反应、培 养特性等特征
进行分类
常见种类：球 菌、杆菌、螺
旋菌等
生物学意义： 细菌在自然界 中分布广泛， 是地球生态系 统的重要组成 部分，对人类 也有着重要的
真菌
真菌分为酵母菌、霉菌和蘑 菇三大类
真菌属于真核生物，具有细 胞核和细胞器
真菌通过无性繁殖和有性繁 殖的方式进行繁殖
真菌在生态系统中扮演着分 解者、生产者和消费者的角
色
病毒
定义：病毒是一种非细胞微生物， 必须寄生在活细胞中才能复制繁殖。
形态：病毒的形态各异，常见的有 球形、杆形和丝形等。
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分类：病毒可以根据其宿主范围和 基因组类型进行分类，如DNA病毒 和RNA病毒，以及单链和双链病毒。
繁殖方式：病毒通过吸附、侵入、 复制和释放等过程在宿主细胞内繁 殖。
应用：藻类在食品、饲料、医药、化工等领域具有广泛的应用价值
微生物的系统发育
进化树
定义：表示生物进化关系的图形，由共同祖先出发，随着时间发展而分支 进化 作用：揭示生物之间的亲缘关系和进化历程
构建方法：基于基因序列、蛋白质序列等分子生物学数据
应用领域：生物分类学、进化生物学、古生物学等
基因组学
基因组学在微生物系统发育研究中的应用 基因组学在微生物分类中的作用 基因组学在微生物进化研究中的应用 基因组学在微生物生态学研究中的应用
微生物的分类和系统发育
汇报人：XX
微生物的分类 微生物的系统发育
微生物的分类
细菌ห้องสมุดไป่ตู้
定义：细菌是 一种单细胞微 生物，是所有 生物中最原始
的一种
分类依据：根 据细菌的形态、 染色反应、培 养特性等特征
进行分类
常见种类：球 菌、杆菌、螺
旋菌等
生物学意义： 细菌在自然界 中分布广泛， 是地球生态系 统的重要组成 部分，对人类 也有着重要的
真菌
真菌分为酵母菌、霉菌和蘑 菇三大类
真菌属于真核生物，具有细 胞核和细胞器
真菌通过无性繁殖和有性繁 殖的方式进行繁殖
真菌在生态系统中扮演着分 解者、生产者和消费者的角
色
微生物的进化系统发育和分类鉴定
第22页
第三节 细 菌 分 类
分类是认识客观事物一个基础方法。咱 们要认识、研究和利用各种微生物资源 也必须对他们进行分类。
分类学内容包括三个相互依存又有区分 组成个别: 分类、命名和判定。
微生物的进化系统发育和分类鉴定
第23页
第三节 细 菌 分 类
分类（classification）是依据一定标准（表 型特征相同性或系统发育相关性）对微生物 进行分群归类, 依据相同性或相关性水平排 列成系统, 并对各个分类群特征进行描述, 方 便考查和对未被分类微生物进行判定；
微生物的进化系统发育和分类鉴定
第31页
第三节 细 菌 分 类
三、细菌分类和伯杰氏手册
20世纪60年代以前, 国际上不少细菌 分类学家都曾对细菌进行过全方面分类, 提出过一些在当代有影响细菌分类系统。 但70年代以后, 对细菌进行全方面分类、 影响最大是《伯杰氏手册》。所以该书 当前已成为对细菌进行分类判定主要参 考书。
微生物的进化系统发育和分类鉴定
第32页
第四节 微生物分类判定特征 和技术
鉴于微生物体形微小、结构较简单等特点, 微 生物分类和判定除了像高等生物那样, 采取传 统形态学、生理学和生态学特征之外, 还必须 寻找新特征作为分类判定依据。
在这方面微生物分类学家比动植物分类学家表 现了更高热情, 他们从不一样层次（细胞、分 子）、用不一样学科（化学、物理学、遗传学、
微生物的进化系统发育和分类鉴定
第17页
三、rRNA次序和进化
2. 全序列分析法
寡核苷酸编目分析法, 只取得了16SrRNA分子大 约30%序列资料, 加上采取是一个简单相同性计 算方法, 所以其结果有可能出现误差, 应用上受 到一定限制。
微生物的分类与鉴定
因此1980年起开始编《伯杰氏系统细菌学手 册》简称《系统手册》
23
➢ 《伯杰氏系统细菌学手册》1984-1989（第一版） ➢ 1986年第一卷 :一般医学上或工业的重要的革兰
氏阴性菌 ➢ 1988年第二卷:除了放线菌之外的革兰氏阳性菌 ➢ 1989年第三卷:古细菌、蓝细菌和第一卷以外的
其余的G-菌 ➢ 1989年第四卷:放线菌
生物分类的传统指标
形态学特征、 生理学特征、 生态学特征
从不同层次(细胞的、分子的)，用不同学科(化学、物理学、遗传 学、免疫学、分子生物学等)的技术方法来研究和比较不同微生 物的细胞、细胞组分或代谢产物，从中发现的反映微生物类群特征 的资料。
在现代微生物分类中，任何能稳定地反映微生物种类特征的资料， 都有分类学意义，都可以作为分类鉴定的依据。
生物分类学上种以下的分类单位。但其基本特征仍未超脱原种范 围的一群个体。
种内某一个体可能由于突变而发生变异，在自然选择和人工选择 下，这种变异会在种内不断扩散，最后形成某些遗传性不同于原 种的一个群体。
变种仍能和原种进行基因交流。 变种和亚种没有本质差别，有时常混用。
指某一明显而稳定的特征与模式种不同的种，有时称 小种。
一、分类单元及其等级
界 （Kingdom） (Regnum) 门 （Phylum） (Phylum) 纲（Class） (Classis) 目（Order） (Ordo) 科（Family） (Familia)
属（Genus） (Genus) 种（Species） (Species)
微生物的分类单位
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）； 模式菌株应送交菌种保藏机构保藏，以便备查考和索取。
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➢ 《伯杰氏系统细菌学手册》1984-1989（第一版） ➢ 1986年第一卷 :一般医学上或工业的重要的革兰
氏阴性菌 ➢ 1988年第二卷:除了放线菌之外的革兰氏阳性菌 ➢ 1989年第三卷:古细菌、蓝细菌和第一卷以外的
其余的G-菌 ➢ 1989年第四卷:放线菌
生物分类的传统指标
形态学特征、 生理学特征、 生态学特征
从不同层次(细胞的、分子的)，用不同学科(化学、物理学、遗传 学、免疫学、分子生物学等)的技术方法来研究和比较不同微生 物的细胞、细胞组分或代谢产物，从中发现的反映微生物类群特征 的资料。
在现代微生物分类中，任何能稳定地反映微生物种类特征的资料， 都有分类学意义，都可以作为分类鉴定的依据。
生物分类学上种以下的分类单位。但其基本特征仍未超脱原种范 围的一群个体。
种内某一个体可能由于突变而发生变异，在自然选择和人工选择 下，这种变异会在种内不断扩散，最后形成某些遗传性不同于原 种的一个群体。
变种仍能和原种进行基因交流。 变种和亚种没有本质差别，有时常混用。
指某一明显而稳定的特征与模式种不同的种，有时称 小种。
一、分类单元及其等级
界 （Kingdom） (Regnum) 门 （Phylum） (Phylum) 纲（Class） (Classis) 目（Order） (Ordo) 科（Family） (Familia)
属（Genus） (Genus) 种（Species） (Species)
微生物的分类单位
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）； 模式菌株应送交菌种保藏机构保藏，以便备查考和索取。
微生物的进化、系统发育和分类鉴定
主要仪器设备
通用：气相色谱、液相色谱、质谱、X射 线衍色、核磁共振波谱仪、激光拉曼光谱仪、 激光显微镜等。 专用：阻抗测定、放射测量、微量量热计、 生物发光测量仪、药敏自动测量仪、自动微生物 检测仪。
现代分子生物学和免疫学技术 DNA探针，PCR、DNA芯片、ELISA、免疫 荧光、放射免疫及全自动免疫诊断。 计算机的应用 分类鉴定中的应用：分类单位确定、选择 分类特征；特征资料收集；资料编码、标准化； 相似性数值聚类分析。 在线控制：pH、温度、时间、压力、搅拌 转速、溶氧、补料等。 图像处理、分析、三维模拟，资料存储。
菌株或品系（strain）：同种微生物不同来源的 纯培养。模式菌株：按照命名法规的要求，当命名一 个新种时，需要指定一个菌株为这个种的命名模式。 群（group，series）：某些微生物特性介于两 种微生物之间，不易区分，两个种及它们之间的微生 物统称为群。
2、分类单元的命名
每一种微生物都有一个自己的专门名称。名称 分两类，一类是地区性的俗名(common name， vernacular name)；另一类是国际上统一使用的名 称，即学名(scientific name)。 中国科学院命名（俗名） As1299―――――“1”表示细菌。 As2604―――――“2”表示酵母菌。 As3758―――――－“3”表示霉菌。 As4650――――――“4”表示放线菌。 As5604――――――“5”表示真菌。
噬菌体分型 根据噬菌体的宿主范围可将细菌分为不同的噬 菌型和利用噬菌体裂解作用的特异性进行细菌鉴 定。
3 氨基酸顺序和蛋白质分析
蛋白质是基因的产物，蛋白质氨基酸顺 序直接反应mRNA顺序而与编码基因密切相关。 因此，可以通过对某些同源蛋白质氨基酸比 较来分析不同生物系统发育的关系，序列相 似性越高，其亲缘关系愈近。
第11章微生物的进化、系统发育和分类鉴定
分类(classification)：根据生物特征的相似程度 将其分群归类。
地球上的物种估计大约有150万，其中微生物超过10万种， 而且其数目还在不断增加。
生物分类的二种基本原则：
（参见P313）
a）根据表型(phenetic)特征的相似程度分群归类，这种 表型分类重在应用，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。
a）在两群生物中，如果同一种分子的序列差异很大时，
------------进化距离远，进化过程中很早就分支了。 b）如果两群生物同一来源的大分子的序列基本相同， ------------处在同一进化水平上。
2. 作为进化标尺的生物大分子的选择原则
1）在所需研究的种群范围内，它必须是普遍存在的。
2）在所有物种中该分子的功能是相同的。
上个世纪60-70年代：
（参见P314）
分析和比较生物大分子的结构特征，特别是
蛋白质、RNA和DNA这些反映生物基因组特征
的分子序列，作为判断各类微生物乃至所有 生物进化关系的主要指征。
分子计时器(molecular chronometers) 进化钟(evolutionary clock)
1. 生物大分子作为进化标尺依据 蛋白质、RNA和DNA序列进化变化的显著 特点是进化速率相对恒定，也就是说，分子 序列进化的改变量(氨基酸或核苷酸替换数 或替换百分率)与分子进化的时间成正比。
b 进化距离，即任意两个生物RNAs 间非同源序列的比例
（参见P317） 2. 特征序列或序列印记（signature sequence）
通过对r RNA全序列资料的分析比较（特别是采 用计算机）发现的在不同种群水平上的特异的 特征性寡核苷酸序列，或在某些特定的序列位 点上出现的单碱基印记。
分子生物学方法鉴定微生物
③ 核酸探针
广泛用于微生物鉴定、传染病诊断、流行病调查、食品卫生微生 物检测以及分子生物学许多领域。 所谓核酸探针(probe)是指能识别特异核苷酸序列的、带标记的 一段单链DNA或RNA分子。因此，一种核苷酸片断能否作为探 针用于微生物鉴定，最根本的条件是它的特异性，即它能与所检 测的微生物的核酸杂交而不能与其他微生物的核酸杂交。 根据特异性的不同，在微生物鉴定与检测中的作用也不同，有的 探针只用于某一菌型的检测，有的可能用于某一种、属、科甚至 更大类群范围的微生物的检测或鉴定。 例如，从一株淋病奈瑟氏菌(Neisseria gonorrhoeae)隐蔽性质 粒制备的DNA探针，它具有种的特异性，可用来检测和鉴定这 种引起人类性行为传播疾病的细菌。
16S rDNA微生物鉴定流程
培养微生物 提取基因组DNA rDNA序列测定
PCR扩增16S rDNA片段
分析比较
微生物之间的系统发育关系
从样品中分离提取总微生物DNA
从样品中提取微生物遗传物质DNA或RNA，这是进行PCR 扩增16S rRNA的前提。 一种方法是直接提取总DNA，对易于培养的微生物可通过培 养富集后再进行提取，另一种选择是提取微生物细胞中的 rRNA。RNA的提取技术相对于 DNA的提取较为复杂，一般 多采用提取细胞总 DNA，但也可根据情况选择提取 rRNA。
微生物分子生物学鉴定
微生物分类学定义： 按微生物的亲缘关系和进化规律 把它们安排成条理清楚的各种分类单元 或分类群的科学。
微生物的鉴定
主要步骤：纯化、测定一系列必要的指标、查找 权威性鉴定手册 鉴定方法分四个水平：
1. 细胞的形态和习性水平：形态特征、运动、酶反应、营 养要求及生长条件等 2. 细胞组分水平：细胞壁成分、氨基酸库、脂类、醌类、 光合色素等的分析 3. 蛋白质水平：氨基酸序列分析、凝胶电泳和血清学反应 等 4. 基因或DNA水平：核酸分子杂交、（G+C）mol%、转 化和转导、16SrRNA寡核苷酸族分分析、DNA或RNA 核苷酸序列分析等
微生物的进化系统发育
03
生物信息学方法将有助于发现 新的进化规律和模式，为进化 生物学提供新的理论框架和见 解。
感谢您的观看
THANKS
微生物的进化关系分析
进化关系分析主要关注不同微生物种 群之间的遗传差异和相似性，通过比 较基因组学、蛋白质组学等方法来研 究。
VS
进化关系分析有助于揭示微生物种群 之间的亲缘关系和演化历程，对于理 解微生物多样性和生态系统的功能具 有重要意义。
微生物的进化速率和方向
进化速率是指பைடு நூலகம்种在进化过程中基因序列、形态特征等发生变化的速度，而进化方向则是指物种在进 化过程中所呈现的趋势或路径。
微生物的进化系统发育
目录
• 微生物的进化历程 • 系统发育学的基本概念 • 微生物的系统发育分析 • 微生物进化系统发育的应用 • 微生物进化系统发育的未来展望
01
微生物的进化历程
微生物的起源
生命之源
微生物是地球上最早的生命形式之一，大约在35亿年前就已经存在。目前普遍认为，微生物是通过自我复制的分 子逐渐演化而来，这一过程发生在地球的原始大气和海洋环境中。
微生物鉴定
通过比较未知微生物与已知微生物的基因序列，可以确定微生物的种类和种群，为疾病 诊断、环境监测等领域提供依据。
微生物生态学研究
生态位分析
微生物群落分析
通过研究微生物在生态系统中的位置和作用， 揭示微生物在生态系统中的功能和相互关系。
通过分析微生物群落的基因序列，了解微生 物群落的组成、结构和动态变化，为环境保 护和生物修复提供指导。
分子系统发育分析是利用分子生物学技 术，通过比较不同微生物的基因序列、 蛋白质序列等分子标记来推断它们的进 化关系。
常用的分子系统发育分析方法包括基因序列 比对、系统发生树构建等，这些方法能够揭 示微生物间的亲缘关系和进化路径。
微生物的进化系统发育
系统发育树的解读
物种分类
01
系统发育树可以帮助我们了解不同物种之间的亲缘关系，从而
进行正确的物种分类。
生物进化历程
02
系统发育树揭示了生物的进化历程，有助于我们理解生物进化
的规律和机制。
生物多样性的起源
03
通过系统发育树的研究，我们可以了解生物多样性的起源和演
化过程，为生物多样性的保护和利用提供科学依据。
01
环境污染
人类活动造成的环境污染可能影响微生物的生存和进化，如工业废水排
放可能影响水生微生物群落结构。
02
城市化与生态系统变化
城市化进程中生态系统发生变化，可能影响自然微生物群落的平衡和进
化。
03
农业活动与转基因生物
农业活动中使用农药和转基因生物可能对土壤微生物群落产生影响，改
变其进化轨迹。
THANKS
病原微生物在进化过程中可能发生变异，导致其致病力增强或传播 方式改变，从而引发新的疾病或使原有疾病更难治疗。
耐药性进化
微生物在进化过程中可能发展出对抗生素等药物的耐药性，使得一 些常见的感染病变得难以治疗。
共生微生物进化
共生微生物与人体和谐共存，其进化可能影响人体健康状况，如肠 道微生物群落的改变可能影响人体消化、免疫等方面。
微生物的进化机制
基因突变
基因突变是微生物进化的重要机制之一。基因突变可以产生新的 基因和性状，使微生物能够适应新的环境。
基因重组
基因重组也是微生物进化的重要机制之一。通过基因重组，微生物 可以获得新的遗传物质，从而产生新的性状和适应性。
自然选择
自然选择是微生物进化的关键机制之一。在自然环境中，只有适应 环境的微生物才能生存和繁殖，从而推动微生物的进化。
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5）16S rRNA普遍存在于真核生物和原核生物中(真核生物中其同 源分子是18S rRNA)。因此它可以作为测量各类生物进化的工具。
缺陷：rRNA普遍高的保守性使得其在相近种、型分类鉴定时分辨力较 差；操作相对较复杂。
3. rRNA的顺序和进化
培养微生物
提取总的DNA作为模板 PCR反应扩增16SrDNA片段 rDNA序列测定
化学型(chemovar): 产生某种化合物或其产量异常。 致病型(pathovar): 对一个或多个寄主的致病反应。 噬菌体型(phayovar): 对噬菌体的反应。 血清型(serovar): 抗原特性。
3、群（population)： 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”。
7、纯培养物：某一培养物是由单一微生物细胞繁殖产 生的，就称为该微生物的纯培养物。
8、克隆: 是从单个亲本细胞得来的细胞群体。
二、微生物的命名
国际细菌命名法规 ：
1 新种的命名不应与已发表的真菌，藻类、原生动物同名。 2. 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。 3. 新种(属)要在“国际系统分类细菌学杂志”(IJSB)上发表。 4. 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。
“双名法”
双名法规定:一个生物的种名,由“属名+种名”构成，用斜体表示。
属名 用来描述主要特征、构造或者科学家的名字。 属名第 一个字母要大 写。
种名 用来描述颜色、形状、来源或科学家的名字。种名第一个字母小写。 如： Escherichia coli
2. rRNA作为进化的指征
16S rRNA被普遍公认为是一把好的谱系分析的“分子尺” 或“分子计时器” ：
1）rRNA具有重要且恒定的生理功能； 2）在16S rRNA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； 3）16S rRNA分子量大小适中(1540nt)，便于序列分析； 4）rRNA在细胞中含量大(约占细胞中RNA的90%)，也易于提取；
基因的垂直传递不是影响生物进化的唯一过程
第二节 微生物的分类单元和命名
一、生物的分类单元
界 （Kingodm） 门 (phylum) (亚门) 纲 (Class) (亚纲) 目 (order) (亚目) 科 (family) (亚科) 族 (group) (亚族) 属 (genus) (亚属) 种 (species)
种以下的分类术语：
1、亚种（subspecies，subsp，ssp．） 是种的进一步细分的单元，是正式分类单元中最低的分
类等级。一般是指菌种在某一个特征上与模式种有明显而稳 定的差异，但又不足以区分为新种。
2、型（type） 是同一细菌种内显示很小生物化学与生物学差异的菌株，
常用于细菌（尤其是致病菌）中紧密相关菌株的区分。
Eubacteria （真细菌界）
Archaebacteria （古细菌界）
Eukarya （真核生物界）
Carl Woese利用16S rRNA建立分子进化树
进化树意义：将生物分为三界（细菌、古生菌、 真核生物）
随着资料的进一步积累，系统树还会做进一步 修改
生物间存在广泛的水平的或横向的基因交换
Байду номын сангаас
一、进化的测量指征
1. 合适的进化指征应满足的条件 ① 存在的普遍性 ② 序列的同源性 ③ 序列的线性 ④ 序列的保守性
蛋白质、RNA和DNA序列进化变化的显著特点是进化速 率相对恒定，也就是说，分子序列进化的改变量(氨基酸 或核苷酸替换数或替换百分率)与分子进化的时间成正比。
大量的资料表明：功能重要的大分子、或者大分子中功能 重要的区域，比功能不重要的分子或分子区域进化变化速 度低。
微生物分类的基本单位是“种”
种：分类特征高度相似、而又与同属内的其它种存在明显差异的菌 株群。
微生物的种具有如下特征: 1. 形态、生理特征相同。 2. 有共同的起源。 3. 是分类的基本单位，也是进化的单位。 4. 是繁殖的单位，同种才能产生后代，不同的种不能产生后代。 5. 种有遗传的稳定性，同时也存在变异性。 6. 目前，DNA同源性在70%以上，16s rRNA同源性达97%以上的 菌株定位一个种
第 12 章
微生物的进化、系统发 育和分类鉴定
目的要求： 通过本章学习，要求学生掌握：
1、进化指征的选择 2、微生物分类学的基本知识 3、微生物的分类鉴定方法 重点：
微生物的分类依据及方法。 难点：
代表原核微生物的拉丁学名和主要特点。
微生物分类是按微生物的亲缘关系和相似程度 把微生物归入各分类单元或分类群(taxon)，以得到 一个反映微生物进化的自然分类系统、可供鉴定用 的检索表以及可给出符合逻辑的名称的命名系统。 所以微生物分类的具体任务就是分类 （classification）、鉴定（identification）与命名 （nomenclature）。
分析比较 微生物之间的系统发育关系
4. 基于rRNA的系统发育树
系统发育树（phylogenetic tree）：在研究生物进化和系统分类中， 用以概括各种（类）生物之间亲缘关系的树状分枝的图形。分为有 根树和无根树两种。
一般系统发育树
伍斯等根据某些代表生物16S rRNA(或18S rRNA)序列比较，首次 提出了一个涵盖整个生命界的系统树。这是一颗有根树，rRNA序 列分析表明，它最初先分成两支：一支发展成为今天的细菌(真细 菌)；另一支是古生菌--真核生物分支，进化过程中进一步分叉分别 发展成古生菌和真核生物。
4、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都可
以称为微生物的一个菌株；用实验方法（诱变等）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。
5、标准菌株：又称模式菌株，通常是人们最先发现，并 进行过描述具有典型特征的菌株。
6、培养物：指一定时间一定空间内微生物的细胞群或生 长物。
缺陷：rRNA普遍高的保守性使得其在相近种、型分类鉴定时分辨力较 差；操作相对较复杂。
3. rRNA的顺序和进化
培养微生物
提取总的DNA作为模板 PCR反应扩增16SrDNA片段 rDNA序列测定
化学型(chemovar): 产生某种化合物或其产量异常。 致病型(pathovar): 对一个或多个寄主的致病反应。 噬菌体型(phayovar): 对噬菌体的反应。 血清型(serovar): 抗原特性。
3、群（population)： 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”。
7、纯培养物：某一培养物是由单一微生物细胞繁殖产 生的，就称为该微生物的纯培养物。
8、克隆: 是从单个亲本细胞得来的细胞群体。
二、微生物的命名
国际细菌命名法规 ：
1 新种的命名不应与已发表的真菌，藻类、原生动物同名。 2. 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。 3. 新种(属)要在“国际系统分类细菌学杂志”(IJSB)上发表。 4. 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。
“双名法”
双名法规定:一个生物的种名,由“属名+种名”构成，用斜体表示。
属名 用来描述主要特征、构造或者科学家的名字。 属名第 一个字母要大 写。
种名 用来描述颜色、形状、来源或科学家的名字。种名第一个字母小写。 如： Escherichia coli
2. rRNA作为进化的指征
16S rRNA被普遍公认为是一把好的谱系分析的“分子尺” 或“分子计时器” ：
1）rRNA具有重要且恒定的生理功能； 2）在16S rRNA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； 3）16S rRNA分子量大小适中(1540nt)，便于序列分析； 4）rRNA在细胞中含量大(约占细胞中RNA的90%)，也易于提取；
基因的垂直传递不是影响生物进化的唯一过程
第二节 微生物的分类单元和命名
一、生物的分类单元
界 （Kingodm） 门 (phylum) (亚门) 纲 (Class) (亚纲) 目 (order) (亚目) 科 (family) (亚科) 族 (group) (亚族) 属 (genus) (亚属) 种 (species)
种以下的分类术语：
1、亚种（subspecies，subsp，ssp．） 是种的进一步细分的单元，是正式分类单元中最低的分
类等级。一般是指菌种在某一个特征上与模式种有明显而稳 定的差异，但又不足以区分为新种。
2、型（type） 是同一细菌种内显示很小生物化学与生物学差异的菌株，
常用于细菌（尤其是致病菌）中紧密相关菌株的区分。
Eubacteria （真细菌界）
Archaebacteria （古细菌界）
Eukarya （真核生物界）
Carl Woese利用16S rRNA建立分子进化树
进化树意义：将生物分为三界（细菌、古生菌、 真核生物）
随着资料的进一步积累，系统树还会做进一步 修改
生物间存在广泛的水平的或横向的基因交换
Байду номын сангаас
一、进化的测量指征
1. 合适的进化指征应满足的条件 ① 存在的普遍性 ② 序列的同源性 ③ 序列的线性 ④ 序列的保守性
蛋白质、RNA和DNA序列进化变化的显著特点是进化速 率相对恒定，也就是说，分子序列进化的改变量(氨基酸 或核苷酸替换数或替换百分率)与分子进化的时间成正比。
大量的资料表明：功能重要的大分子、或者大分子中功能 重要的区域，比功能不重要的分子或分子区域进化变化速 度低。
微生物分类的基本单位是“种”
种：分类特征高度相似、而又与同属内的其它种存在明显差异的菌 株群。
微生物的种具有如下特征: 1. 形态、生理特征相同。 2. 有共同的起源。 3. 是分类的基本单位，也是进化的单位。 4. 是繁殖的单位，同种才能产生后代，不同的种不能产生后代。 5. 种有遗传的稳定性，同时也存在变异性。 6. 目前，DNA同源性在70%以上，16s rRNA同源性达97%以上的 菌株定位一个种
第 12 章
微生物的进化、系统发 育和分类鉴定
目的要求： 通过本章学习，要求学生掌握：
1、进化指征的选择 2、微生物分类学的基本知识 3、微生物的分类鉴定方法 重点：
微生物的分类依据及方法。 难点：
代表原核微生物的拉丁学名和主要特点。
微生物分类是按微生物的亲缘关系和相似程度 把微生物归入各分类单元或分类群(taxon)，以得到 一个反映微生物进化的自然分类系统、可供鉴定用 的检索表以及可给出符合逻辑的名称的命名系统。 所以微生物分类的具体任务就是分类 （classification）、鉴定（identification）与命名 （nomenclature）。
分析比较 微生物之间的系统发育关系
4. 基于rRNA的系统发育树
系统发育树（phylogenetic tree）：在研究生物进化和系统分类中， 用以概括各种（类）生物之间亲缘关系的树状分枝的图形。分为有 根树和无根树两种。
一般系统发育树
伍斯等根据某些代表生物16S rRNA(或18S rRNA)序列比较，首次 提出了一个涵盖整个生命界的系统树。这是一颗有根树，rRNA序 列分析表明，它最初先分成两支：一支发展成为今天的细菌(真细 菌)；另一支是古生菌--真核生物分支，进化过程中进一步分叉分别 发展成古生菌和真核生物。
4、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都可
以称为微生物的一个菌株；用实验方法（诱变等）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。
5、标准菌株：又称模式菌株，通常是人们最先发现，并 进行过描述具有典型特征的菌株。
6、培养物：指一定时间一定空间内微生物的细胞群或生 长物。