微生物命名
模式种: 模式种: 在微生物中,一个种只能用该种内的一个典型 在微生物中,一个种只能用该种内的一个典型 菌株( 菌株(type strain)当其具体代表,此即该 )当其具体代表,此即该 的模式种( 种的模式种(type species )。 例如: 例如:
两歧双歧杆菌的大量菌株中,只有“ 两歧双歧杆菌的大量菌株中,只有“ATCC29521”菌 菌 株才是模式种
Escherichia coli K12 和 Escherichia coli ○-157:H7
菌株” 的数量应该是有限的。 ★“菌株”的数量是无限的;“种”的数量应该是有限的。 菌株 的数量是无限的; ★菌株名称表示法:紧随学名后,可随意命名。 菌株名称表示法:紧随学名后,可随意命名。 种是分类学上的基本单位,菌株是实际应用中的基本单位, 种是分类学上的基本单位,菌株是实际应用中的基本单位,因为 同一菌种的不同菌株在产酶等代谢物的种类或产量上会有很大的 在产酶等代谢物的种类或产量 同一菌种的不同菌株在产酶等代谢物的种类或产量上会有很大的 不同和差别! 不同和差别!
亚种(subspecies) 变种(variety): 亚种(subspecies)或变种(variety): (variety) ——种内细分时所用单元。 种内细分时所用单元。 种内细分时所用单元 当某一个种内的某一菌株存在少数明显而稳定的变异特征 当某一个种内的某一菌株存在少数明显而稳定的变异特征 明显而稳定的变异 与模式种不同,而此差异又不足以当作命名新种的依据时, 与模式种不同,而此差异又不足以当作命名新种的依据时, 可以将这些菌株细分成小的分类单元——亚种。 亚种。 可以将这些菌株细分成小的分类单元 亚种 变种是亚种的同义词, 变种” 变种是亚种的同义词,因“变种”一词易引起词义上的混 1976年后 已废除使用变种一词。 年后, 淆,从1976年后,已废除使用变种一词。 k12(野生型)培养时是不需要添加氨基酸的, 如:E.coli k12(野生型)培养时是不需要添加氨基酸的, 而实验室变异后,可从k12 k12菌株获得某种氨基酸的缺陷型 而实验室变异后,可从k12菌株获得某种氨基酸的缺陷型 k12的一个亚种 的一个亚种。 菌株, 菌株,此即E.coli k12的一个亚种。
4、微生物的命名
微生物系统学: 微生物系统学: 按亲缘关系和进 化规律分类
微生物分类学的三个任务:分类、 ★微生物分类学的三个任务:分类、鉴定及命名
分类是根据微生物的相似性和亲缘关系 将微生物归入不同的分类类群。 是根据微生物的相似性和亲缘关系, ☆分类是根据微生物的相似性和亲缘关系,将微生物归入不同的分类类群。 鉴定是确定一个新的分离物属于已经确认的哪个分类类群的过程 是确定一个新的分离物属于已经确认的哪个分类类群的过程。 ☆鉴定是确定一个新的分离物属于已经确认的哪个分类类群的过程。 命名是根据国际命名法规给每一微生物类群及种类以科学的名称 是根据国际命名法规给每一微生物类群及种类以科学的名称。 ☆命名是根据国际命名法规给每一微生物类群及种类以科学的名称。
亚种以下的细分,仅作若干变异型的后缀使用. 型(form): 亚种以下的细分,仅作若干变异型的后缀使用 当同种或同亚种内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。 的亚种时,可以细分为不同的型。 例如:按抗原特征的差异分为不同的血清型; 例如:按抗原特征的差异分为不同的血清型;另有形态 变异型、致病变异型等 变异型、 纯培养(物 纯培养 物): 在微生物学中,在人为规定的条件下培养 在人为规定的条件下培养、 在微生物学中 在人为规定的条件下培养、繁殖得到的微 生物群体称作培养物( 生物群体称作培养物(culture),只有一种微生物的培 ) 只有一种微生物的培 养物称作纯培养物( 在实际工作中, 养物称作纯培养物(pure culture).在实际工作中,纯 ) 在实际工作中 培养常以试管斜面或试管液体形式存在. 培养常以试管斜面或试管液体形式存在 上述名词中,菌株、亚种、变种、 纯培养(物 上述名词中,菌株、亚种、变种、型、纯培养 物)等都 不具有分类学地位, 不具有分类学地位,只有种及其以上的分类单元才具 有正式分类学地位。 有正式分类学地位。
三域: 三域 细菌域(Bacteria) 细菌域 古生菌域 (Archaea) 真核生物域 (Eukarya) 人类对微生物的认识 水平是生物界级 分类的核心
三域学说(three theory)及其 三域学说(three domains theory)及其 生物进化谱系树
微生物的进化地位: 微生物的进化地位:
• 三原界系统是 三原界系统是1978年由 年由R.H.Whittaker和 年由 和 L.Margulis提出的。 提出的。 提了三个原界:古细菌 (Archaebacteria)原界、真细菌 (Eubacteria)原界、真核生物(Eucaryotes) 原界. 内共生学说——主要是L. Margulis的贡献. 内共生学说
1、生物界的分类 地球上的物种估计大约有200万种,其中微生物超过10 200万种 200万种 万种,而且其数目还在不断增加。(因已知微生物仅 10%,已开发利用的是已知的1%。) 在生物进化历史过程中演化形成生 物种类和种群的多样性。 物种类和种群的多样性。 生物分类就是通过研究生物的系统发育及其进化历史, 生物分类就是通过研究生物的系统发育及其进化历史,揭 就是通过研究生物的系统发育及其进化历史 多样性及其系统发生关系, 示各类生物的多样性及其系统发生关系 编制分类系统, 示各类生物的多样性及其系统发生关系,编制分类系统, 还原生物的自然历史位置。 还原生物的自然历史位置。
有人认为,如果把地球年龄比喻为一年的话, 则微生物诞生的时间是在3月20日左右,人 类出现的时间是12月31日下午7时左右,所 以可以毫不夸张地说,微生物是一切生物 (包括人类)的“老前辈”。
2、微生物分类学 、 经典分类学: 经典分类学:按微生物 表型特征分类 表型特征:形态学、生理生化学、生 态学等,推断微生物的系统发育。 表型特征结合分子水平上的基因型特 征(如16S rRNA),探讨微生物进化地 位、系统发育关系并进行分类鉴定。
3、微生物的分类单元和分类学名词
界、门、纲、目、科、属、种——七级单元 七级单元 种是最基本的分类单元 每一分类单元后可有若干辅助单元,如亚门、亚纲、亚目、 每一分类单元后可有若干辅助单元,如亚门、亚纲、亚目、亚科等 以啤酒酵母为例,它在分类学上的地位是: 以啤酒酵母为例,它在分类学上的地位是: 界(Kindom):真菌界 (Kindom): 门(Phyllum):真菌门 (Phyllum): 纲(Class):子囊菌纲 (Class): 目(Order):内孢霉目 (Order): 科(Family):内孢霉科 (Family): 属(Genus):酵母属 (Genus): 种(Species):啤酒酵母 (Species):
化石资料、形态学、比较胚胎学
高等动植物分类
较正确反映其系统发育
生物分类的二种基本原则: 生物分类的二种基本原则:
根据表型特征(phenotype)的相似程度 表型特征(phenotype)的相似程度分群归 a)根据表型特征(phenotype)的相似程度分群归 这种表型分类重在应用, 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; 不以反映生物亲缘关系为目标; 按照生物系统发育相关性水平来分群归类, 系统发育相关性水平来分群归类 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, 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。 发育的分类系统。
L. Margulis 的真核细胞共生起源假说
三 原 界 系 统
三 域 学 说 的 建 立
利用16S rRNA建立分子进化树的美国科学家 建立分子进化树 利用 建立分子进化树的美国科学家
Carl Woese 16S rRNA——分子计时器(molecular chronometers) 分子计时器( 分子计时器 ) 或分子尺、或进化钟( 或分子尺、或进化钟(evolutionary clock) )
种(species):是一个基本分类单位;是一大群表型特征高度 species) 是一个基本分类单位;是一大群表型特征高度 表型特征 相似、亲缘关系极其接近 极其接近, 同属内其他种有明显差别的一大 内其他种有明显差别 相似、亲缘关系极其接近,与同属内其他种有明显差别的一大 菌株的总称 的总称。 群菌株的总称。 菌株(strain) 表示任何 任何由 菌株(strain): 表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成 的纯种群体及其一切后代(起源于共同祖先并保持祖先特性的 纯种群体及其一切后代( 及其一切后代 每一不同来源的纯培 一组纯种后代群)。因此,一种微生物的每一不同来源 )。因此 一组纯种后代群)。因此,一种微生物的每一不同来源的纯培 养物均可称为该菌种的一个菌株 菌株强调的是遗传型 菌种的一个菌株。 遗传型纯的谱 养物均可称为该菌种的一个菌株。菌株强调的是遗传型纯的谱 系. 大肠埃希氏杆菌的2个菌株为例: 以 大肠埃希氏杆菌的2个菌株为例:
第十章
微生物的分类、鉴定 微生物的分类、 及命名
本章内容提要
1 生物界的分类 2 微生物的分类学 3 分类单元和分类名词 4 微生物的命名 5 进化指针的选择 6 微生物分类鉴定的特征和技术 7 微生物的分类系统
教学提示: 教学提示 *重点掌握各分类单元名称、微生物命名原则 *了解微生物的进化地位和分类系统。 *难点是分类学的名词术语和常见常用微生物的 拉丁文学名,但又是必须掌握的。要求掌握的 较重要的常见常用微生物共约30个学名,希望 同学们认真领会、记忆,这是回避不了的,是 《微生物学》学习的基本功。
通过放射性元素的计时技术,测得地球年龄约有 通过放射性元素的计时技术,测得地球年龄约有45-46亿 亿 从最古老的微生物化石叠层岩中发现, 年。从最古老的微生物化石叠层岩中发现,类似细菌的 生物在约35亿年前就已出现 此时地球开始由化学进化 亿年前就已出现, 生物在约 亿年前就已出现,此时地球开始由化学进化 转入到生物进化阶段(此时为单极生态系 生物进化阶段 单极生态系, 转入到生物进化阶段(此时为单极生态系,最早出现的 生命形态主要是古生菌); 生命形态主要是古生菌); 发现蓝细菌类原核生物是在21亿年前 此时已进化到双极 亿年前,此时已进化到 发现蓝细菌类原核生物是在 亿年前 此时已进化到双极 生态系统,并且地球大气开始由无氧变成有氧, 生态系统,并且地球大气开始由无氧变成有氧,并且开 始有了阻挡紫外线的臭氧层,之后出现真核微生物; 始有了阻挡紫外线的臭氧层,之后出现真核微生物; 大约6亿年前 水圈中出现了后生动物(摄食消费者), 亿年前, 大约 亿年前,水圈中出现了后生动物(摄食消费者), 至此已形成了三极生态系 之后出现由“ 三极生态系; 至此已形成了三极生态系;之后出现由“鱼—陆生生 陆生生 两栖类—爬行类 物—两栖类 爬行类”的进化趋势,人类诞生至今不过 两栖类 爬行类”的进化趋势, 300万年。 万年。 万年