利用16S rDNA序列对微生物进行鉴定
利用16SrRNA建立分子进化树的美国科学家
Carl Woese
微生物的16Sr DNA序列具有进化上的 保守性，因此可作为分类的良好依据。
基于16S rDNA序列 同源性的脱氮细菌系 统发育树
16S rDNA微生物鉴定流程
培养微生物
提取基因组DNA
PCR扩增16S rDNA片段
从进化论诞生以来，已经成为生物学家普遍接受的分类原则
生物系统学(systematics)
进化的测量指征
rRNA作为进化指征
⑴ 生物功能：rRNA参与蛋白质的合成。 ⑵ 分子结构：序列中既存在高度保守的区域，也存在高度变化 区域。其中16S rRNA大小适合，操作方便。 ⑶ 数量与分布：数量大，普遍存在于原核和真核生物中。
《伯杰氏系统细菌学手册》 (Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology
（20世纪80年代末期）
伯杰氏手册是目前进行细菌分类、鉴定的最重要
依据，其特点是描述非常详细，包括对细菌各个属 种的特征及进行鉴定所需做的实验的具体方法。
二、微生物的命名
双名法，属名和种名加词组成，一般用斜体表示。
rRNA序列测定
分析比较
微生物之间的系统发育关系
第一节 细菌分类
分类是认识客观事物的一种基本方法。我们要认识、 研究和利用各种微生物资源也必须对它们进行分类。
分类学涉及三个相互依存又有区别的组成部分：
分类、
命名、 鉴定
分类(classification)：根据一定的原则(表型特征相似性或系统发育 相关性)对微生物进行分群归类，根据相似性或相关性水平排列成 系统，并对各个分类群的特征进行描述，以便查考和对未被分类的 微生物进行鉴定；
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。
一、形态学特征
培养特征、 细胞形态及其染色特性、 特殊的细胞结构、 运动性、 等等
(根据现有系统确定未知微生物分类归属的过程)
主要以细菌为例介绍微生物分类、命名和鉴定的有关知识
一、分类单元及其等级
常用的细菌分类学术语：
1）培养物(culture)：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。
2）菌株(strain)：从自然界中分离得到的任何一种微生物的纯培养
最原始的生命
漫长的进化历程
千姿百态的生物种类
今天仍生存在地球上的生物种类， 彼此之间都有或远或近的历史渊源。
生物分类的二种基本原则：
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。
美国宾夕法尼亚大学的细菌学教授伯杰(D.Bergey)越广泛地吸收了国 际上细菌分类学家参加编写(如1974年第八版，撰稿 人多达130多位，涉及15个国家；现行版本撰稿人多 达300多人，涉及近20个国家)，所以它的近代版本反 映了出版年代细菌分类学的最新成果，因而逐渐确 立了在国际上对细菌进行全面分类的权威地位。
第十二章
微生物的分类和鉴定
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
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
形 成 于
10
亿
年
前
的
微
生
物
形态上非常类似于现代的蓝细菌，
化 石
进行不产氧光合作用的光能自养 菌，及化能无机营养的硫细菌。
形态上类似于现代的绿藻（真核生物）
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。
Bacillus subtilis ASI.398
生产蛋白酶
Bacillus subtilis BF7658
生产α淀粉酶
菌株是微生物分类和研究工作中最基础的操作实体
3）型(form或type)：常指亚种以下的细分。当同种或同亚种不同菌 株之间的性状差异，不足以分为新的亚种时，可以细分为不同的型。
例如抗原特征的差异分为不同的血清型；对噬菌体裂解反应的 不同分为不同的噬菌型等。
4）种（species）： 物种，生物分类中基本的分类单元和分类等级。
高等生物中，“生殖隔离”被看作是区分物种的标准。
微生物的种：具有高度特征相似性的菌株群，这个菌株群与其 他类群的菌株有很明显的区别。
伯杰氏手册
《伯杰氏鉴定细菌学手册》 (Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology)
属名在前，一般用拉丁字名词表示，字首字母大写
种名在后，常用拉丁文形容词表示，全部小写 若所分离的菌株只鉴定到属，而未鉴定到种，可用sp来表示，
例如 Bacillus sp
Pseudomonas aeruginosa
铜绿假单孢菌
二、微生物的命名
由于细菌分类单元的划分缺乏一个易于操作的统一标准， 为了减少因采用不同标准界定分类单元所造成的混乱， 细菌系统分类也像其他生物分类一样采用“模式概念”
(根据现有数据建立系统的过程)
命名(nomenclature)：是根据命名法规，给每一个分类群一个专有 的名称；
(分类系统建立过程中的步骤之一)
鉴定(identification或determination)：借助于现有的微生物分类 系统，通过特征测定，确定未知的、或新发现的、或未明确分类 地位的微生物所应归属分类群的过程。
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。
第二节、细菌分类鉴定的特征和技术
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。