1、 10第三章 微生物的分類(1.01.5 學(xué)時(shí))內(nèi) 容 提 要 細(xì)菌的分類以種為根本單位，它的命名遵循“雙名法“，用拉丁文。什么從基因水平進(jìn)展分類，主要實(shí)行測(cè)定DNA堿基G+Cmol%值、核酸分子雜交及16S rRNA 寡核苷酸編目等方法，尤其以后者最為常用。分類的方法除用傳統(tǒng)的雙歧檢索條目法外，目前普遍承受數(shù)值分類方法分類的公認(rèn)體系套動(dòng)物致病菌檢測(cè)程序，商品化的快速鑒定系統(tǒng)已應(yīng)用于常規(guī)細(xì)菌學(xué)鑒定。細(xì)菌作為自然界中的生物廣泛存在，而且不斷進(jìn)化和進(jìn)展，種類繁多，性質(zhì)各異。人類出于生疏自然的需要，對(duì)包括細(xì)菌在內(nèi)的各種生物進(jìn)展了分類和命名，并已形成了既定的體系和公認(rèn)的準(zhǔn)則。將全部生物按其親緣關(guān)系的親

2、疏和性狀的相像程度，逐級(jí)歸并劃分為各種(Kingdom)(Phylum)(Class)(Order)(Family)(Genus)、種(Species)，以及有時(shí)在種下再分型(Type)的分類等階。在中間型過(guò)多而上述等階不夠用時(shí)，可曾設(shè)各級(jí)亞類，如亞門、亞綱、亞目、亞科、亞屬、亞種和亞型等。物界。第一節(jié) 細(xì)菌的分類地位ProcaryotBacteri和古細(xì)菌Archaea是性質(zhì)有別的兩大類。古細(xì)菌是一個(gè)獨(dú)特的系統(tǒng)進(jìn)化類別，其成員產(chǎn)甲烷、極端耐鹽、高度嗜熱，細(xì)胞壁組成與細(xì)菌不同。這些極端微生物被認(rèn)為是生物進(jìn)化過(guò)程中的早期產(chǎn)物，因此稱之為古細(xì)菌。立克次體、霉形體、螺旋體、放線菌等，此外還涉及藍(lán)細(xì)菌

3、、紫色光合細(xì)菌等7-?？萍捌湟陨系膭澐衷诩?xì)菌學(xué)不太完善，而且隨著爭(zhēng)辯的深入，科、屬的劃分會(huì)有變動(dòng)。螺旋體浮霉?fàn)罹跋嚓P(guān)細(xì)菌綠硫細(xì)菌PlanctomycesandrelativesGreensulfurbacteria衣原體Deinococciandrelatives擬桿菌Bacteroides 黃桿菌FlavobacteriaChlamydiae綠非硫細(xì)菌Greennonsulfurbacteria革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌Gram-positive bacteria棲熱袍菌Thermotoga藍(lán)細(xì)菌Cyanobacteria/氫桿菌Aquifex/Hydrogenobacter紫色光合細(xì)菌Purple

4、bacteria圖7-1細(xì)菌的系統(tǒng)進(jìn)化據(jù)Madigan16S rRNA 寡核苷酸編目繪制屬gener，單數(shù) genus16S rRNA 序列有較大的差異，但尚未提出差異的量化標(biāo)準(zhǔn)。種specie它菌株群體有明顯差異。種的概念比較抽象，依據(jù)表型特征，并不簡(jiǎn)潔界定。專家建議，依據(jù)16S RNA 16S rRNA 97%的兩株細(xì)菌，即可確定為同一種。菌株strai動(dòng)物名的縮寫加編號(hào)作菌株名。其次節(jié) 細(xì)菌的命名The International Code of Nomenclature of 的規(guī)定，學(xué)名用拉丁文，遵循“雙名法名和種名兩局部構(gòu)成，屬名第一個(gè)字母必需大寫，其余均應(yīng)小字，即使種名是以人名或

5、地名命名的，種名頭一個(gè)字母也用小寫。整個(gè)屬名及種名在出版物中應(yīng)排成斜體。細(xì)菌的中文譯名與拉丁名正好相反，將種名在前，屬名在后。常見細(xì)菌命名中一些規(guī)章和應(yīng)留意的事項(xiàng)如下：消滅在分類學(xué)文獻(xiàn)中的細(xì)菌拉丁文學(xué)名，在屬名和種名之后，往往還要加上首次定名、現(xiàn)名定名人和現(xiàn)名定名年份，這些均用正體排字。但在一般獸醫(yī)學(xué)及醫(yī)學(xué)微生Escherichia coli et Chalmers 1919Migula1895 Bacillus coli，CastellaniChalmers1919 年改為現(xiàn)名的。的讀法來(lái)讀細(xì)菌拉丁文名，在國(guó)際學(xué)術(shù)溝通中經(jīng)?；疾　p正體字spp.sp.，spp.species復(fù)數(shù)的簡(jiǎn)寫。假

6、設(shè)是種，在種的拉丁文學(xué)名之后還要加上“sp. novnovnovel的縮寫。亞種用subs.正體字表示這是subspecies的縮寫例如Pasteurella multocidasubsp.表示變種，現(xiàn)已廢止，用亞種取代。 Aeromonas punctata斑點(diǎn)氣單胞菌等是曾用名，現(xiàn)今的國(guó)外文獻(xiàn)已不再沿用，分別改為 產(chǎn)氣莢膜梭菌Aeromonas caviae豚鼠氣單胞菌。細(xì)菌的拉丁文學(xué)名在翻譯為中文時(shí)，由于譯者不同，往往同物異名，造成不必要的混其次版蔡妙英等編，科學(xué)出版社，2022。 trarda有緩慢或遲鈍之意，該菌有運(yùn)動(dòng)力，并不遲鈍，但生長(zhǎng)緩慢。除極少數(shù)特別有名、 為耶爾森菌屬；Pas

7、teurella譯為巴氏桿菌屬，Listeria 譯為李氏桿菌屬。依據(jù)國(guó)際細(xì)菌命名法規(guī)，屬以下包括屬無(wú)統(tǒng)一語(yǔ)尾，屬以上有，例如目的語(yǔ)尾是-alesSpirochaetales；科的尾是-aceaeEnterobacteriaceae，假單Pseudomonadaceae。第三節(jié) 細(xì)菌分類鑒定的標(biāo)準(zhǔn)一、細(xì)菌的表型特征分類鑒定細(xì)胞壁構(gòu)造、生理生化、抗原性以及對(duì)噬菌體的敏感性等特征。這些表型特征對(duì)細(xì)菌的鑒定和分類具有很重要的作用，尤其是在臨床微生物學(xué)的實(shí)踐中，至今仍有應(yīng)用價(jià)值。例如沙門氏菌Salmonella spp.與大腸桿菌E. coli按表型特征分為兩個(gè)屬，二者的 16S rRNA 序90%，

8、依據(jù)目前的考慮，它們應(yīng)歸于同一個(gè)屬，但是二者表型的區(qū)分對(duì)臨床診斷格外重要，已被微生物學(xué)家所生疏，因此幾乎沒(méi)有人贊同轉(zhuǎn)變它們按表型確定的分類地位。依據(jù)細(xì)菌的形態(tài)、培育特性可將細(xì)菌劃分到科、屬，再依據(jù)生理生化特性可將細(xì)菌劃分到種。另外，依據(jù)細(xì)菌的抗原性和噬菌體的敏感性進(jìn)一步將細(xì)菌劃分到型。二、細(xì)菌的種系發(fā)生關(guān)系分類目前微生物學(xué)界普遍考慮的分類依據(jù)是細(xì)菌的種系發(fā)生關(guān)系phylogenetic 即分析其基因特性，從而確定分類地位。DNA 堿基G+Cmol%、核酸分子16S rRNA 寡核苷酸編目。一DNAG+Cmol%值RNA DNA 的摩爾百分?jǐn)?shù)是恒定的7-。微生物也一樣，親緣關(guān)系親熱、表型高度相像

9、的微生物往G+Cmol%G+Cmol%只反映 DNA 中堿基所占的百分?jǐn)?shù)，并不說(shuō)明序列，因此不同種的細(xì)菌，也可能有相近的G+mol% mol%不同的細(xì)菌決不會(huì)屬于同一種。一般認(rèn)為，5%時(shí)，就不行能屬于同一10%時(shí)，則可為不同的屬。細(xì)菌動(dòng)物植物藻類真菌原蟲0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100圖7-2示意圖DNA 中G+Cmol%的測(cè)定可用化學(xué)或物理方法，不同方法所得結(jié)果可有差異。目前多用物理方法解鏈Tm法。解鏈melting temperature, Tm法 又譯作熔解溫度法，是將DNA 樣本緩緩加熱，隨DNA260 nm 30%的增色效應(yīng)。消滅增色效應(yīng)一半時(shí)的溫度，

10、被稱為 Tm。Tm 與 DNAG+Cmol%成線性相關(guān)，Tm 值愈高，DNAG+Cmol%值也愈高。測(cè)得 DNA 的 Tm 值后，可按Marmur 等提出的公式計(jì)算 DNAG+Cmol%。該公式為：Tm=69.3+0.41G+C二核酸分子雜交DNA-DNAhybridization DNA DNA-rRNADNA 中共同的核苷酸序列愈多，雜交的互補(bǔ)區(qū)愈多，二者的同源性就愈高，親緣關(guān)系就愈近。DNA-DNA 的同源性通常以%表示，它是通過(guò) DNA-DNA 雜交測(cè)得整修基因組中 DNA 堿基序列相像性的平均值。一60%70%50%者，為不同種。由于核糖體 RNArRNA基因具有高度保守性，因此 D

11、NA-rRNA 雜交的同源性比DNA-DNA雜交的同源性更能表示二者親緣關(guān)系。 catalog其原理是分析比較細(xì)菌菌株的 16S rRNA 寡核苷酸序列，據(jù)此確定其分類地位。之所以 的一級(jí)構(gòu)造高度保守，但又含有可變區(qū)段，可作“大同小異” rRNA 5S rRNA 比較，16S rRNA 的分子量大小適中，因此被選定為公認(rèn)的分類指標(biāo)。目前很多細(xì)菌的分類地位都是用這一方法作出的7-。疏螺旋體Borrelia密螺旋體Treponema梭菌Clostridium李氏桿菌Listeria葡萄球菌Staphylococcus鏈球菌Streptococcus棒狀桿菌Corynebacterium分枝桿菌My

12、cobacterium埃希菌、志賀菌及沙門氏菌Escherichia, Shigella, and Salmonella耶爾森菌Yersinia弧菌Vibrio軍團(tuán)桿菌Legionella假單胞菌Pseudomonas奈瑟菌Neisseria螺桿菌Helicobacter圖7-3 rRNA寡核苷酸編目對(duì)局部常見致病菌的分類據(jù)Salyers第四節(jié) 細(xì)菌分類的方法一條目分類法選擇一項(xiàng)或數(shù)項(xiàng)被認(rèn)為是最主要的根本性狀，作為分類指征，在最高一級(jí)的分類等階上將細(xì)菌的客觀分類地位，但作為臨床檢驗(yàn)，仍有其有用意義。二數(shù)值分類法numericaltaxonomy(數(shù)十種甚至百種以上) 的數(shù)值分析，計(jì)算出擬分類細(xì)

13、菌間的“總相像值各種性狀“等重要”以及用“多菌株”比較，各種性狀不分主次，抑制了傳統(tǒng)雙歧檢索條目分類法的缺點(diǎn)。自1956年以來(lái)，已得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用，已不僅限于細(xì)菌分類，也用于包括病毒在內(nèi)的其它微生物。相像度%405060708090100ABEI CFGJ DH圖7-410 株細(xì)菌相像關(guān)系的樹狀譜模式圖在進(jìn)展數(shù)值分類時(shí)，需要選擇分類單位菌株再進(jìn)展系統(tǒng)聚類，畫出相像度矩陣S 矩陣，最終轉(zhuǎn)繪成樹狀譜dendrogram7-。計(jì)數(shù)相像度的公式為：S%=NS/NS+NDS 為相像度，NS 為相像性狀，ND 為相異性狀。此法應(yīng)用時(shí)所選性100 個(gè)，否則易誤判，第五節(jié) 細(xì)菌的分類體系伯吉氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手

14、冊(cè)sl of tematic BacteriologHolt 4 1 1984 2 1986 性細(xì)菌。第 3、4 卷 1989 年出版，前者收載了古細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌，后者描述了放線菌。該書的伯吉氏細(xì)菌鑒定手冊(cè)slof e，簡(jiǎn)要地描1923 年出版第一版以來(lái)，不斷充實(shí)修改再版，1994 9 版。伯吉氏手冊(cè)雖然承受了種系發(fā)生的分子生物學(xué)內(nèi)容，但主要仍是依據(jù)經(jīng)典的分類手段，未能充分表達(dá)分子序列爭(zhēng)辯對(duì)細(xì)菌分類的影響。 Balows 等編著的“ 原核生物 TheProkaryote其次版19924 4100 界的高度重視。國(guó)際系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)雜志InternationalJournalof SystematicB

15、acteriology, IJSB是細(xì)菌分類命名的世界公認(rèn)的權(quán)威期刊，英文，由國(guó)際微生物學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì) International Union of 1901 年創(chuàng)刊出版。任何分別鑒定的細(xì)菌的有關(guān)論文應(yīng)在該雜志發(fā)表，假設(shè)在其他雜志發(fā)表，必需提交論文副本給該雜志公布，兩年后無(wú)異議，所提出的細(xì)菌名稱方才生效。與動(dòng)物、植物不同，微生物的種鑒定必需依據(jù)活的典型菌株living type strai，而不能依據(jù)死的標(biāo)本，模式菌株通常冷凍或凍干保存，并送交有關(guān)機(jī)構(gòu)保藏。國(guó)際公認(rèn)的菌種保藏權(quán)威機(jī)構(gòu)是美國(guó)典型培育物保藏中心ATCC以及DSM等7-。我國(guó)的菌種保存機(jī)構(gòu)在逐步進(jìn)展和完善之中。7-1 國(guó)際有名的菌種保藏

16、機(jī)構(gòu)縮 寫ATCC CBS CCM CCUD CDDA CIP CMI DSM FAT IAM LMD NCIB NCTC NRRL全 名Ameriacan Type Culture Collection Centraalbureau voor Schimmelculturen Czechoslovak Collection of Microorganisms Culture Collection, University of GothenburgCanadian Department of AgricultureCollection of Bacteria strains of Instit

17、ute PastureCommonwealth Mycological InstituteDeutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbHFaculty of Agriculture, Tokyo UniversityInstitute of Applied MicrobiologyCulture Collection of Laboratory of MicrobiologyNational Collection of Industrial Bacteria National Collection of Type Cult

18、uresNorthern Regional Research laboratory所在地Rockville,MD，美國(guó)Baarn，荷蘭J.E.Purkyne大學(xué)，Brno，捷克Gothenburg，瑞典 Ottawa，加拿大巴黎，法國(guó) Kew，英國(guó)東京，日本東京大學(xué)，日本Delft，荷蘭倫敦，英國(guó) Peoria, IL，美國(guó)第六節(jié) 細(xì)菌的鑒定DNA分子水平的鑒定主要限于專業(yè)試驗(yàn)室或作爭(zhēng)辯之用，目前通用的常規(guī)細(xì)菌鑒定手段仍是承受檢測(cè)表型特征的方法，配有成套檢測(cè)指標(biāo)的快速診斷試劑盒正在推廣，已逐步取代自行選擇假設(shè)干檢測(cè)工程的做法。商品化的細(xì)菌鑒定試Enterotube系統(tǒng)、API系統(tǒng)、Vitek系

19、統(tǒng)等。除按表型特征、DNA 同源性或 rRNA 序列比較等方法鑒定細(xì)菌外，還有用其它方法，例如測(cè)定細(xì)菌的脂肪酸組成，用氣相-液相-質(zhì)譜分析細(xì)菌的脂肪酸譜，每一種細(xì)菌的脂肪酸譜是恒定的，可重復(fù)性好，因此此法可用于細(xì)菌的鑒定或分類，往往結(jié)合常規(guī)方法參照顧用。PCR 技術(shù)檢測(cè)鑒定細(xì)菌。7-6。革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌染色藍(lán)紫色球 菌MZN染色陰性絲狀及樹枝狀葡萄球菌Staphylococcus spp.球菌成葡萄串狀鏈球菌Streptococcus spp.球菌成鏈狀糞腸球菌Enterococcus faecalis短鏈狀微球菌Micrococcusspp.四聯(lián)球菌牛放線菌Actinomyces bovis桿

20、菌粘性放線菌A. viscosus.MZN染色陽(yáng)性星形奴卡菌Nocardia asteroides剛果嗜皮菌Dermatophilus congolensis產(chǎn)生芽胞革蘭氏陽(yáng)性大桿菌梭菌Clostridium spp.厭氧、芽胞大于菌體芽胞桿菌Bacillus spp.兼性及專性厭氧，芽胞一般不大于菌體炭疽桿菌B. anthracis姬姆薩或美藍(lán)染色菌體藍(lán)色，末端平直，短鏈狀組織抹片有莢膜無(wú)芽胞抗酸染色陽(yáng)性分枝桿菌Mycobacterium spp.牛分枝桿菌及禽分枝桿菌M. bovis，M. avium瘦長(zhǎng)珠狀桿菌鼠麻瘋桿菌M. lepraemurium瘦長(zhǎng)桿菌副結(jié)核分枝桿菌M. parat

21、uberculosis短桿菌成叢狀，抗酸染色鮮紅色抗酸染色陰性棒狀桿菌Corynebacterium spp.革蘭氏陽(yáng)性桿菌，某些科多形性化膿放線菌Actinomycespyogenes革蘭氏陽(yáng)性，多形桿狀馬紅球菌Rhodococcus equi.革蘭氏陽(yáng)性，桿狀，呈球狀趨勢(shì)產(chǎn)單核李氏桿菌Listeria monocytogenes桿狀，培育時(shí)可有球狀豬丹毒桿菌Erysipelothrix rusiopathiae桿狀，慢性病例的粗糙型可成短絲圖7-5A革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的檢測(cè)模式據(jù)Qinn革蘭氏陰性細(xì)菌染成紅色球菌/球桿菌奈瑟菌Neisseria spp.雙球狀牛摩拉菌Moraxella bov

22、is 不動(dòng)桿菌Acinetobacter spp.桿菌MZN染色陰性MZN染色陽(yáng)性布氏桿菌屬Brucella spp.小的成叢球桿菌鸚鵡熱衣原體Chlamydia psittaci小的成叢球桿菌，在常規(guī)培育基上不生長(zhǎng)弧狀桿菌彎曲菌Campylobacter弧菌Vibriospp.中等大小桿菌腸桿菌科Enterobacteriaceae spp.假單胞菌Pseudomonas, spp及氣單胞菌Aeromonas spp.波氏桿菌Bordetella spp.放線桿菌Actinobacillus spp.嗜血桿菌aemophilus spp.巴氏桿菌Pasteurellaspp.擬桿菌acter

23、oides spp.厭氧絲狀菌厭氧FusobacteriumsppDCF*螺旋狀菌螺旋體Spirochaets鉤端螺旋體Leptospiraspp 暗視野Serpulina spp.革蘭氏或DCF 染色Treponemaspp.革蘭氏或DCF 染色Borreliaspp.姬姆薩染色* MZNZiehl-Neelsen染色法* DCF 染色：稀石碳酸品紅Dilute carbol fuchsin染色，染液酸方：苯酚品紅母液1g，95%乙醇V/V10ml5g 100ml圖7-5B革蘭氏陰性細(xì)菌的檢測(cè)模式據(jù)Qinn第六節(jié) 病毒的分類病毒分類學(xué)是一門重要的根底學(xué)科，它不僅有利于對(duì)病毒的生疏和爭(zhēng)辯，也促進(jìn)對(duì)未知病毒的覺(jué)察，而且助于對(duì)病毒的把握和利用。20 50 年月以前，由于對(duì)病毒的根本特性了解甚少，主要依據(jù)病毒所致的疾病及組織或器官嗜性分類，未能反映病毒的本質(zhì)。60 年月起，以病毒核酸作為病毒分類的首要標(biāo)準(zhǔn)，才使病毒分類形成一個(gè)較合理的框架。一、分類機(jī)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)1950年，第五屆國(guó)際微生物學(xué)會(huì)議提出了病毒分類的八項(xiàng)原則，這使病毒分類漸漸走向九屆國(guó)際微生 物學(xué)代表會(huì)議上成立了國(guó)際病毒命 名委員會(huì) (I