细菌分类与鉴定(lyw)
写(即使种名以人名或地名命名)。整个属名及 种名在出版物中应排成斜体。 如:Escherichia coli 属名+种名 Salmonella pullorum (S. pullorum)
几种不同的书写情况:
• 属名重复出现,可缩写
如:E.coli (大肠杆菌); S. pullorum(鸡白痢沙门氏菌)
通过原核生物的转化、转导、接合来判断原 核生物的亲缘关系等等。
状可稍有差异,通常用地名或动物名的缩写加编号作
菌株名。
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。(如不同血清型、噬菌型等)
菌株与型的区别: 菌株之间不存在鉴别性特征的差异,命名不同的菌株无需分 类学依据,不同型的细菌之间存在鉴别性特征的差异,命名 或鉴定不同的型必需有分类学依据。
从进化论诞生以来,已经成生物学家普遍接受的分类原则 生物系统学(systematics)
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)
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 生物的纯培养物都可以称为微生物的一个菌株;对不 同来源的同一种细菌称为该菌的不同菌株。同一种细 菌可有许多菌株,其主要性状应该完全相同,次要性
同一个种内的不同菌株G+C含量差别应在4~5%
以下;同属不同种的差别应低于10~15%; G+C含量已经作为建立新的微生物分类单元的一 项基本特征,它对于种、属甚至科的分类鉴定有重要
意义。 若二个在形态及生理生化特性方面及其相似的 菌株,如果其G+C含量的差别大于5%,则肯定不是 同一个种,大于15%则肯定不是同一个属。
1、 API 细菌数值鉴定系统
Analytica Products INC的简称。 法国生物- 梅里埃公司生产的 细菌数值分类分析鉴定系统。 菌悬液 约有1 000 种生化反应,可鉴定 的细菌大于550 种。目前中国 各级疾病预防控制机构在细菌 学检验中比较多地应用了此项 技术
菌种 基本培养基 (液体)
自动化、快速
可鉴定细菌有1140 多种、酵母菌267种、目 前已经可用于丝状真菌。
分子生物学指标
DNA碱基因组成是各种生物一个稳定的特 征,即使个别基因突变,碱基组成也不会发生
明显变化。
1. DNA的碱基组成(G+Cmol%)
分类学上,用G+C占全部碱基的分子
百分数(G+Cmol%)来表示各类生物的DNA
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
微生物分类和鉴定的重要依据:
a)易于观察和比较,尤其是真核微生物和具有特殊 形态结构的细菌; b)许多形态学特征依赖于多基因的表达,具有相对 的稳定性;
二、生理生化特征
与微生物的酶和调节蛋白质的本质和活性直接相关; 酶及蛋白质都是基因产物;
(3) 系统发育树(phylogenetic tree)
通过比较生物大分子序列差异的数值构
建的系统树称为分子系统树,其特点是用一
种树状分枝的图型来概括各种(类)生物之间
的亲缘关系。
16 S r RNA系统发育树
建立16 S r RNA系统发育树的意义
a)使生物进化的研究范围真正覆盖所有生物类群;
c)对探索生命起源及原始生命的发育进程提供了线索和理论依据; d)突破了细菌分类仅靠形态学和生理生化特性的限制,建立了全 新的分类理论;
e)为微生物生物多样性和微生物生态学研究建立了全新的研究理 论和研究方法,特别是不经培养直接对生态环境中的微生物进 行研究。
5、其它
血清学试验 噬菌体分型 生态特性 氨基酸顺序 蛋白质分析 细胞壁等细胞成分
对微生物生理生化特征的比较也是对微生物基因组的间接比较;
测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多;
营养类型; 与氧的关系;
对温度的适应性;
对渗透压的适应性;对pH的适应性; 代谢产物等
微型、简便、快速或自动化鉴定技术
1、 API 细菌数值鉴定系统
2、 Enterotube 系统
3、 Biolog 全自动或手动细菌鉴定系统
改编为5个群,全书描写了约500个属。
划分为四大类:
第一类 具细胞壁的革兰氏阴性真细菌 第二类 具细胞壁的革兰氏阳性真细菌 第三类 无细胞壁的真细菌 第四类 古细菌
(二)伯杰氏系统细菌学手册 (Bergey’slogy)
第一版 1984年问世,至1989年出齐,共4卷。
2. 核酸的分子杂交
不同生物DNA碱基排列顺序的异同直接反映生物 之间亲缘关系的远近,碱基排列顺序差异越小,它们 之间的亲缘关系就越近,反之亦然。
直接分析比较DNA的碱基排列顺序
------由于技术上的困难目前尚难以普遍地进行; 核酸分子杂交(hybridization)间接比较不同微生物DNA 碱基排列顺序的相似性
3. 生物信息学分析
随着微生物基因信息,特别是全基因组
完全测序的不断增加,我们可以通过各种计 算机软件对不同物种的遗传信息进行直接比 较,从而分析不同微生物间的亲缘关系。
4、16S rRNA和系统发育树
(1). 16S rRNA的顺序和进化
培养微生物 提取、纯化细菌基因组
设计引物PCR扩增16S rRNA
• • • • •
五、微生物分类鉴定的方法
生物分类的传统指标
分子生物学指标 微型、简便、快速或自动化鉴定技术
细菌的数值分类
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,用不同学科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。
第二版 由George Garrity主编分为5卷,将从2000年起
陆续出版。这一版纳入了研究核糖体RNA测序所产生
的许发育)分类系统。
四、微生物分类鉴定的依据
根据微生物分类学中使用的技术和方法, 可把它们分成四个不同的水平: ①细胞形态和行为水平; ②细胞组分水平; ③蛋白质水平; ④基因组水平。 在微生物分类学发展的早期,主要的分类 鉴定指标是以在细胞形态和习性为主,可 称为经典的分类鉴定法
细菌系统分类也像其他生物分类一样采用“模式概念”
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。
美国典型培养物保藏中心(ATCC)
德国微生物及细胞保藏中心(DSM)
检测、编码、查表、鉴定
适用于API鉴定细 菌有700多种
2、Enterotube 系统
不同培养基分装不同小槽中,同 步接种,培养后检测、查表、鉴定。
3、Biolog全自动或手动细菌鉴定系统
在96孔的细菌培养板上检测微生物对 不同发酵性碳源利用情况进行的分类鉴定。
每个孔中含有 不同的底物
菌悬液或 无菌水
细菌分类命名权威杂志:国际系统与进化微生物学杂 志(International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology,IJSEM) 任何分离鉴定的新细菌的有关论文应在该杂志发表
二、 原核微生物分类系统
(一)《伯杰氏鉴定细菌学手册》 (Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology)
美国宾夕法尼亚大学的细菌学教授伯杰(D.Bergey)(1860-1937) 伯杰氏手册: 是目前进行细菌分类、鉴定的最重要参考书,
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。
伯杰氏细菌鉴定手册
1923年以来已出至第九版(1994);
第九版伯杰氏细菌鉴定手册设立35个群,将古细菌部
分析比较
微生物之间的系统发育关系
(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。
特征序列有助于迅速确定某种微生物的 分类归属,或建立新的分类单位。
• 只确定属名,未确定种名的某一株细菌
Salmonella sp.
• 只确定属名,未确定种名的若干菌株
Salmonella spp.
• 亚种用subsp.(正体)表示
Pasteurella multocida subsp. septica
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,
第七章
微生物的分类和鉴定
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:
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。
碱基因组成特征。