,第十二章 微生物的進化、系統(tǒng)發(fā)育和 分類鑒定,序：進化的概念： 兩種分類原則： 第一節(jié) 進化的測量指征 一，進化指征的選擇 二，rRNA作為進化指征 16SrRNA 特點,2019/5/15,4,16S rRNA特點： 1、16SrRNA存在于所有生物中并執(zhí)行相同的功能合成蛋白質(zhì)。 2、 進化相對保守，分子序列變化緩慢； 3、相對分子質(zhì)量適中； 4、16S rRNA普遍存在（真核生物為18SrRNA)； 5、微生物的16S rRNA可從樣品中直接提取，分析、比較其序列，進而確定其家族樹中位置,全生命系統(tǒng)樹 (Olsen & Woese 1993) 三，三界生物的主要特征,微生物分類學(xué),微生物分類學(xué),一門按微生物的親緣關(guān)系把他們分門別類的排成各種分類單元或分類群的學(xué)科,分類學(xué)任務(wù),分類、鑒定、命名,微生物分類學(xué)的發(fā)展,經(jīng)典分類學(xué),微生物系統(tǒng)學(xué),一，分類單元及等級 界 Kingdom 原核生物界 門 phylum 細菌門 綱 class 真細菌綱 目 order 放線菌目 科 family 分支桿菌科 屬 genus 分支桿菌屬 種 species 結(jié)核分支桿菌,第二節(jié) 細 菌 分 類,種的概念,種：最基本的分類單位,是一群表型特征高度相似、親緣關(guān)系極其接近、與同屬內(nèi)其他種有著明顯差異的菌株的總稱,菌株,某條件、地區(qū)分離得到的具體菌株。它是由一獨立分離的單細胞繁殖而成的純遺傳型群體及其一切后代，典型菌株、模式株,微生物的學(xué)名,俗名,結(jié)核桿菌：結(jié)核分歧桿菌,學(xué)名,菌種的科學(xué)名稱，是按照“國際命名法則”進行命名并受國際學(xué)術(shù)界公認的通用正式名稱，由拉丁詞或拉丁化的詞構(gòu)成,林奈的“雙名法”,三名法,雙名法,學(xué)名,屬名：首字母大寫，斜體字 種名加詞：小寫，斜體字 （首次定名人）：正體字，用括號 現(xiàn)在定名人：正體字 定名年份,雙名法的實例,大腸埃希氏菌,枯草芽孢桿菌,Escherichia coli ( Migula) Castellani et Chalmers 1919,Bacillus subtilis ( Ehrrnbeg) Cohn 1872,三名法,屬名+種名加詞+(subsp.或var.)+亞種(變種)加詞,實例,蘇云金芽孢桿菌蠟螟亞種,Bacillus thuringiensis subsp. galleria,釀酒酵母橢圓變種,Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus,有關(guān)學(xué)名的其他知識,屬名：表示該微生物主要特征的名詞或用作名詞的形容詞，單數(shù) 常代表微生物的主要特征，如形態(tài)（芽孢桿菌屬、葡萄球菌屬）、生理（乳桿菌屬） 更多學(xué)名連在一起，若屬名相同，屬名可縮寫,有關(guān)學(xué)名的其他知識,種名加詞：代表一個種的次要特征，補充說明微生物的顏色、形狀、用途等次要特征。也可以從人名（巴斯德酵母）、地名（華根霉）衍生而來,有關(guān)學(xué)名的其他知識,未完成鑒定的菌種：種名加詞可用sp.或spp.表示 學(xué)名的發(fā)音：拉丁字母規(guī)則發(fā)音，歐美學(xué)者按自己語種發(fā)音,亞種以下的幾個分類名詞,不受國際命名法規(guī)限制 亞種：進一步細分種時所用的單元，一般指除某一明顯而穩(wěn)定的特征外，其余鑒定特征都與模式種相同的種。 命名方法按照三名法處理 變種：與亞種是同義詞，現(xiàn)在很少使用,菌型：曾用作菌株的同義詞，現(xiàn)已廢除，僅作若干變異型的后綴 菌群：兩種微生物介于他們之間的一些過渡類型的菌種，具有某些共同性狀。 如：大腸菌群包括大腸桿菌、產(chǎn)氣腸細菌及他們之間的過渡類型,菌株（品系）,菌株名稱屬名+種的加詞+菌株代號，菌株代號可隨意用字母、符號、編號或字母加編號等自行決定,大腸桿菌K12菌株 E.coli K12 E.coli O157:H7：致病性，抗原特征,模式菌株：菌落、菌株、菌苔、斜面、菌種、培養(yǎng)物、,分類依據(jù): 一、形態(tài)特征（個體和群體） 細胞形態(tài)：形狀、大小、排列、染色反應(yīng)等。 培養(yǎng)：固體 菌落，半固體 穿刺，液體。 二、生理生化反應(yīng) 營養(yǎng)要求：碳源、氮源、營養(yǎng)類型 代謝產(chǎn)物：種類、產(chǎn)量、顯色反應(yīng) 酶：產(chǎn)酶種類、反應(yīng)特性,第三節(jié) 微生物分類鑒定 的特征和技術(shù),三、其他 血清學(xué)反應(yīng) 血清學(xué)試驗與噬菌體分型 近年又發(fā)展了紅外光譜，gc含量，dna雜交等。 生態(tài)學(xué)特征 相互關(guān)系、宿主種類、與氧關(guān)系等。 四、氨基酸和蛋白質(zhì)分析,五、核酸的堿基組成和分子雜交,某一特定種的DNA堿基組成是恒定的。GC含量以堿基全部克分子中G和C的摩爾百分數(shù)表示： G + C G +C +A +T,100%,=（G +C）mol%,所得數(shù)值范圍從2375,1. DNA的堿基組成(G+Cmol%),每個生物種都有特定的GC%范圍，因此 可以作為分類鑒定的指標。細菌的GC%范圍為25-75%，變化范圍最大，因此更適合于細菌的分類鑒定。,GC%測定主要用于對表型特征難區(qū)分的細菌 作出鑒定，,G+C含量的比較主要用于分類鑒定中的否定,但具有相似G+C含量的生物并不一定表明它們 之間具有近的親緣關(guān)系。,同一個種內(nèi)的不同菌株G+C含量差別應(yīng)在45%以下；同屬不同種的差別應(yīng)低于1015%；,若二個在形態(tài)及生理生化特性方面及其相似的菌株，如果其G+C含量的差別大于5%，則肯定不是同一個種，大于15%則肯定不是同一個屬。,2. 核酸的分子雜交,核酸分子雜交(hybridization)間接比較 不同微生物DNA堿基排列順序的相似性,原理：根據(jù)DNA解鏈的可逆性和堿基配對的專一性。 若同源性70%以上為種的水平，20%以上可能是屬的水平。,DNA雜交法：,1）DNA-DNA雜交；,（親緣關(guān)系相對近的微生物之間的親緣關(guān)系比較）,2）DNA-rRNA雜交；,（親緣關(guān)系相對遠的微生物之間的親緣關(guān)系比較）,3）核酸探針；,（利用特異性的探針，用于細菌等的快速鑒定）,第四節(jié) 微生物的快速鑒定和 自動化分析技術(shù),一、微量多項試驗鑒定系統(tǒng),1、 API 細菌數(shù)值鑒定系統(tǒng) 2、 Enterotube 系統(tǒng) 3、 Biolog 全自動或手動細菌鑒定系統(tǒng),微型、簡便、快速或自動化鑒定技術(shù),1、 API 細菌數(shù)值鑒定系統(tǒng),菌種,基本培養(yǎng)基 （液體）,菌懸液,檢測、編碼、查表、鑒定,適用于API鑒定細菌有700多種,Analytica Products INC的簡稱。法國生物- 梅里埃公司生產(chǎn)的細菌數(shù)值分類分析鑒定系統(tǒng)。約有1 000 種生化反應(yīng),可鑒定的細菌大于550 種。目前中國各級疾病預(yù)防控制機構(gòu)在細菌學(xué)檢驗中比較多地應(yīng)用了此項技術(shù),API細菌鑒定系統(tǒng),2、Enterotube 系統(tǒng),不同培養(yǎng)基分裝不同小槽中，同步接種，培養(yǎng)后檢測、查表、鑒定。,3、Biolog全自動或手動細菌鑒定系統(tǒng),在96孔的細菌培養(yǎng)板上檢測微生物對不同發(fā)酵性碳源利用情況進行的分類鑒定。,自動化、快速,可鑒定細菌有1140多種、酵母菌267種、目前已經(jīng)可用于絲狀真菌。,每個孔中含有不同的底物,菌懸液或無菌水,（一）經(jīng)典分類法,將形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征作為初步特征，再比較生理、生化特征，采用雙歧法整理結(jié)果，進行分類。,是通過廣泛比較分類單位的性狀特征，然后計算它們的相似性，再根據(jù)相似性的數(shù)值劃分類群的一種分類方法。 至少5060個性狀以上 同等重要 只能劃分到類群,（二）數(shù)值分類法,方法步驟 根據(jù)較多特征分類，每一特征地位相同。 1、每一菌株為一操作單位，確定很多特征（5060 個） 2、比較菌株間的最大相似性 陽性和陰性符合的總和 - 100% 總的測定數(shù) - 無效測定數(shù) 85%為同種，65%為同屬 3、據(jù)數(shù)值繪出矩陣圖并轉(zhuǎn)換成樹狀譜。,（三）分子與遺傳方法,1、DNA堿基組成：G+C% 相同不能說明是同種，但不同則肯定不是同種。 差別10%不是同種，10%可能是同種。 2、核酸分子雜交 比較堿基順序的同源性,3、16s rRNA寡核苷酸編目分析 水解rRNA產(chǎn)生一系列寡核苷酸片段，順序分析。 近年來，采用紅外、核磁、電鏡等新技術(shù)越來越廣泛。,四、分類系統(tǒng),原核生物： 伯杰氏系統(tǒng)細菌學(xué)手冊第1版， 19841989,重要的G-細菌 111組,G+細菌 1217組,光合菌、藍細菌、古細菌等 1825組,放線菌 2633 組,伯杰氏系統(tǒng)細菌學(xué)手冊第2版， 分為5卷 古生菌域 泉古生菌門 廣古生菌門 2門8綱208個種 細菌域 23門31綱4727個種 （沈萍） （周德慶）,最新資料（沈萍第四版微生物學(xué)實驗）,已記載描述： 古生菌 520種；細菌 19858種； 真核生物 120336種 國際承認：古生菌、細菌、放線菌 為7329種，442個亞種 分屬58綱，81目，1399屬,真菌