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Classification and identification Chapter 10 Classification and identification of microbes 第十章 微生物的分类和鉴定

微生物的分类和鉴定 基本概念： 微生物分类学（microbial taxonomy）: 按照微生物的表型特征和它们的亲缘关系 及进化规律对众多菌株归门别类，整理成 一个系统，以便于人们对微生物进行学 习、鉴定和交流。 任务：分类、鉴定、命名

1.分类（classification）:通过收集大量描述有关个体菌株的文献资料，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。 2.鉴定（identification):通过详细观察、测定和描述一个未知名称的纯种微生物的各种性状特征，然后查找现有的权威分类系统，以达到对其知类、辨名的目的。

3.命名（nomenclature）:为新发现的微生物确定一个新学名。当详细观察了某一具体菌株后，认真查阅现有最权威的分类鉴定手册，发现这是以往从未记载的新种，此时按照微生物国际命名法规命名。 至今已记载的生物种类约150余万种，微生物总数是15万种（1995年A.T.Bull）。

第一节 生物通用分类单元 种以上的系统分类单元(七级分类单元) 界 Kingdom 门 Phylum（或Division）——亚门 第一节 生物通用分类单元 种以上的系统分类单元(七级分类单元) 界 Kingdom 门 Phylum（或Division）——亚门 纲 Class ——亚纲 ——超目 目 Order ——亚目 科 Family ——亚科 ——族 ——亚族 属 Genus 种 Species 亚种subspecies

一、种的概念 微生物的种：指一大类表型特征高度相似、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。以典型菌株（type strain）作代表，称为模式菌。 新种： sp.nov. ，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。

微生物分类的困难性 多数无有性杂交; 形态学简单不足以正确完成种的划分。 有时通过形态和生理指标划分的分类地位不能反应它们之间的亲缘关系。 从理论上讲,种的确定应建立在微生物的遗传和分子进化基础上。

二、微生物的学名 学名：微生物的科学名称。菌种的学名是按照《国际细菌命名法规》命名的,国际学术界公认，并通用的名称。 学名命名原则： 学名=属名+种的加词+（首次定名人）+现名定名人+现名定名年份 语言使用规定：由拉丁词、 希腊语或拉丁化的外来词组成。属名代表主要特征, 首字母大写、单数、可以组合而成。种的加词代表一个种的次要特征，首字小写。用斜体打印。

①双名法： 学名=属名+种名+（首次定名人）+现定名人+定名年份 用斜体表示 可省略，用正体字 用斜体表示 可省略，用正体字 属名：首字母大写，表示微生物的主要特征，由微生物构造，形状或由科学家名称命名。 种名：拉丁文形容词，字首小写，为微生物次要特征， 如微生物色素、形状、来源或科学家姓名等。

例：大肠埃希氏杆菌 Escherichia coli （Migula）Castellani et Chalmers 1919 金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus Rosenbach 1884 当泛指某一属微生物，而不特指该属中具体某一种（或未定种名）时，可在属名后加sp.或spp.(分别代表species 缩写的单数和复数形式） 例如：Saccharomyces sp. 表示酵母菌属中的一个种。

菌株名称——在种名后面自行加上字母 和数字、地名或符号等，如： Bacillus subtilis AS1.389 AS=Academia Sinica Bacillus subtilis BF7658 BF=北纺 Clostridium acetobutylicum ATCC824 丙酮丁醇梭菌 ATCC ＝American Type Culture Collection美国模式菌种保藏中心

当文章前面已出现过某微生物的学名时，后 面再出现时可将其属名缩写成1~3个字母。 如：Escherichia coli 可缩写成 E. coli ，Staphylococcus aureus可缩写成 S. aureus

②三命名法 三命名法（trinominal nomenclature） 当某微生物是一个亚种或变种时，用三命名法 亚种（subspecies，subsp.） (variety，var.) 学名=属名+种名+ subsp 亚种名+（首次命名人）现命名人+命名年份 1.苏云金芽孢杆菌蜡螟亚种 Bacillus thuringiensis (subsp.) galleria 2.酿酒酵母椭圆变种 Saccharomyces cerevisiae (var) ellipsoideus

3.脆弱拟杆菌卵圆变种 Bacteroides fragilis (subsp) ovatus 4.裂殖酵母 Schizosaccharomyces octosporus ellipse, ovate,fragile,thuring

三、亚种以下的分类单元 亚种（subspecies）： 指除某一个明显而稳定的特征之外，其余鉴定特征与模式株相同的种。(毛桃,碧桃,寿星桃,蟠桃) Lactococcus lactis subsp. lactis (Lohnis) Schleifer et al(乳酸乳球菌乳酸亚种); Lactococcus lactis subsp.cremoris(Orla-Jensen) Schleifer et al(乳酸乳球菌乳脂亚种); Streptomyces griseus var. ferrugineus Yan et Zhang ( 灰色链霉菌锈色变种)； Streptomyces griseus var. xiangyangensis Yan et al. ( 灰色链霉菌襄阳变种)

菌株（strain,isolate,clone ,pure culture ） 表示由任何一个独立的单细胞繁殖而成 的纯种群体及其一切后代；实际上是一个微 生物达到遗传型纯的标志。 Escherichia coli JM109; Escherichia coli K12(λ) 型（form）： 生物变异型，形态变异型，生态变异型，致病变异型，血清变异型等

本节对学名的学习要求 1.理解学习微生物学名的目的意义 2.了解生物学名使用语言和构成形式 3.掌握种、菌株的概念和含义 4.熟记书中出现的主要微生物学名50个以上,平时多记、多用、多读。

第二节 微生物在生物界的地位 生物的界级分类学说：在分类学发展过程中 对生物分类系统提出的不同学术观点。 二界系统：动物和植物（1753年，瑞典博物 学家林奈， Carl von Linne,拉丁语名 Carrolus Linnaeus）； 三界系统：动物界、植物界、原生生物界 （1866年Haeckel,1939年 Conard提出菌物界）

四界系统：动物界、植物界、菌物界、原生生物界（1939年Copeland和1959年Whittaker，1974年Leedale） 五界系统：植物界、动物界、原生生物界、真菌界、原核生物界（1969年Whittaker在 Science发表五界学说），其中：原生生物界（原生动物、单细胞藻类、黏菌）；原核生物界（细菌、蓝细菌） 六界系统：植物界、动物界、原生生物界、真菌界、原核生物界、病毒界。

三域学说 1978年Woese依据16和18SrRNA的寡核苷酸序 列，在比较其同源性水平的基础上，提出三域学 说，主要内容为： 1.整个生物分为三域：细菌域、古生菌域、真核生 物域 2.现今的一切生物由一个共同的祖先进化而来，最 初的小细胞生命体先分化出细菌和古生菌，后来古 生菌吞噬G-细菌（α朊细菌）和蓝细菌，发生了胞 内共生，从而进化成与宿主难解难分的细胞器-线粒 体和叶绿体，最终发展成各类真核生物。见图10-3 （347页）。

换句话说，细菌和古生菌是高等动植物的祖先，这符合生物进化论的观点，即生物由低级到高级不断进化发展。 古生菌已经记载的289种，在进化理论、分子生物学、生理特性和实践应用上有重要价值。大多数嗜极菌皆属于古生菌。 三域生物的特点比较见表10-3。

细菌、古生菌和真核生物的重要性状比较 比较项目 细菌 古生菌 真核生物 核膜 无 无 有 胞壁酸 有 无 无 膜脂结构 酯键 醚键 酯键 质中的核糖体 70 S 70 S 80S 起始子tRNA 甲酰甲硫氨酸 甲硫氨酸 甲硫氨酸 操纵子 有 有 无 mRNA的A多聚体 无 无 有 质粒 有 有 无 RNA聚合酶 4亚基 8-12亚基 12-14亚基 抗生素敏感性 敏感 不敏感 不敏感 产甲烷 不能 能 不能 生物固氮 能 能 不能 光合作用 有 无 无

第三节 各大类微生物的分类系统纲要 一、 Bergey氏原核生物分类系统纲要 细菌分类的权威著作<Bergeg”s 系统细菌学手册> 二、 Ainsworth等人的菌物分类系统纲要 主要的菌物分类系统<安.贝氏菌物词典>

一 Bergey氏原核生物分类系统纲要 1.《伯杰氏手册》 原核生物包括古生菌和细菌两个域，289种+6740种。 《伯杰氏鉴定细菌学手册》1923年，形态和生理生化特性为主。 《伯杰氏系统细菌学手册》1994年，补充了G+C mol%、核酸杂交和16S rRNA 寡核苷酸序列测定等遗传指标。

2.简介（2001年第1卷，2005年第2卷，2007年第3-5卷） 古生域：2门，9纲、13目、23科和79属， 共289 种。(表10-4 古生菌界的分类简表) 细菌域：25门、34纲、78目、230科、1227属， 共6740个种。(表10-5 细菌界的分类简表)

二 Ainsworth等人的菌物分类系统纲要 1990年, 我国学者提出菌物界包括： 黏菌门、假菌门、真菌门。 目前已经记载的菌物约10万种。 黏菌门 菌物界 (1983年) 真菌门 鞭毛菌亚门 接合菌亚门 子囊菌亚门 担子菌亚门 半知菌亚门

真核生物域（1995年）: 原生动物界 丝壶菌门 假菌界 网黏菌门 卵菌门 壶菌门 接合菌门 真菌界 子囊菌门 担子菌门 有丝孢真菌类 动物界 植物界

2001年的真菌界划分 子囊菌纲 子囊菌门 酵母菌纲 裂殖酵母纲 外囊菌纲 新乳霉纲 肺囊菌纲 担子菌门 担子菌纲 真菌界 锈菌纲 黑粉菌纲 子囊菌门 酵母菌纲 裂殖酵母纲 外囊菌纲 新乳霉纲 肺囊菌纲 担子菌门 担子菌纲 真菌界 锈菌纲 黑粉菌纲 接合菌门 接合菌纲 毛菌纲 壶菌门 无性型真菌类

第四节 微生物分类鉴定的方法 微生物的分类鉴定方法可以分为五个方面: (1)形态和习性水平(细胞形态和群体形态水平, 生态需求) (2)细胞组分化学水平(化学组成和代谢产物水平) (3)蛋白质水平(蛋白质,包括氨基酸水平) (4)核酸水平 (遗传特征) (5)数学统计学或计算生物学水平(数值分类) 可以概括为:以表型特征为主的经典分类鉴定方法 和以化学分类、数值分类和遗传分类为代表的现代分类方法。

第二、三章 讲过的原核生物和真核生物的 形态学指标有哪些?

病原菌的主要抗原类型

4. 氨基酸序列与蛋白质分析

蛋白质的种类和含量 全细胞蛋白双向凝胶电泳图谱展示

5. 核酸的碱基组成与分子杂交

A. DNA分子的碱基组成比例(G+C mol%)

B. rRNA序列分析

C. 分子杂交

6. 化学分类特征

7. 数值分类

”Biolog”全自动和手动细菌鉴定系统

微生物分类鉴定的基本流程 获得纯培养物 菌株分离纯化 菌样收集 形态学特征 生态特征 生理生化特性 蛋白质组 遗传特征 测定一系列的 必要鉴定指标 数据整理分析 检索菌种分类手册 确定分类地位

推荐阅读文献 Woese CR, Kandler O, Wheelis ML. Towards a Natural System of Organisms: Proposal for the Domains Archaea, Bacteria, and Eucarya. PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America ), 1990, 87: 4576-4579. 2 刘红霞等. 蒙古戈壁地区自然发酵乳中的乳酸菌的分类鉴定.微生物学杂志，2007，27（3）：42-46 3 Daniel Lim. Microbiology (second edition), New York, 1998.

《微生物学》考试题型 1.名词解释（10个，20分） 2.填空（ 10个，20分） 3.正误判断（10个，10分） 4.简答题（3个，30分） 5.综述题（1题，10分）

《微生物学实验》成绩 平时成绩和实验报告成绩：50分 实验考试成绩：50分，任意抽取一个实验， 据 完成情况打分：思路、目的、操作过程正确性、 获得结果情况；