新版微生物分类和鉴定.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,新版微生物分类和鉴定,新版微生物分类和鉴定,第1页,地球上物种预计大约有,150,万，其中微生物超出,10,万种，而且其数目还在不停增加。,新版微生物分类和鉴定,第2页,生物分类二种基础标准：,a,）依据,表型,(phenetic),特征相同程度分群归类，这种,表型分类重在应用，不包括生物进化或不以反应生,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进化关系，建立反应生物系,统发育分类系统。,从进化论诞生以来，已经成生物学家普遍接收分类标准,生物系统学,(systematics),新版微生物分类和鉴定,第3页,章节内容,第一节 通用分类单元,系统分类单元、种概念、学名、亚种,第二节 微生物在生物界地位,生物界级分类学说、五界系统、三域学说及其发展、,微生物进化,第三节 各大类微生物分类系统纲要,原核微生物分类系统纲要、真菌分类系统纲要,第四节 微生物判定,经典分类判定方法、当代分类判定方法,。,新版微生物分类和鉴定,第4页,第一节 通用分类单元,分类是认识客观事物一个基础方法。咱们要认识、研究和利用各种微生物资源也必须对它们进行分类。,分类学包括三个相互依存又有区分组成个别：,判定,分类、,命名、,新版微生物分类和鉴定,第5页,命名,(nomenclature),：,是依据命名法规，给每一个分类群一个专有名称；,判定,(identification,或,determination),：,借助于现有微生物分类系统，经过特征测定，确定未知、或新发觉、或未明确分类地位微生物所应归属分类群过程。,分类,(classification),：,依据一定标准对微生物进行分群归类，依据相同性或相关性水平排列成系统，并对各个分类群特征进行描述，方便查考和对未被分类微生物进行判定,；,新版微生物分类和鉴定,第6页,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),新版微生物分类和鉴定,第7页,依据,Carl Woese,理论，现在还在,界,之上,使用,域,(domain),（把全部生物先分为,古生菌域、细菌域和,真核生物域，,域下面再分界。）,新版微生物分类和鉴定,第8页,常见细菌分类学术语：,1,）培养物,(culture),：,一定时间一定空间内微生物细胞群或生长,物。如微生物斜面培养物、摇瓶培养物等。,2,）菌株,(strain),：,从自然界中分离得到任何一个微生物纯培养物都能够称为微生物一个菌株；用试验方法,(,如经过诱变,),所取得某一菌株变异型，也能够称为一个新菌株，方便与原来菌株相区分。,新版微生物分类和鉴定,第9页,Bacillus subtilis,ASI.398,Bacillus subtilis,BF7658,生产蛋白酶,生产,淀粉酶,新版微生物分类和鉴定,第10页,3,）型,(form,或,type),：,常指亚种以下细分。当同种或同亚种不一样菌株之间性状差异，不足以分为新亚种时，能够细分为不一样型。,比如抗原特征差异分为不一样血清型；对噬菌体裂解反应,不一样分为不一样噬菌型等,4,）种（,species,）,：,物种，生物分类中基础分类单元,高等生物中，,“生殖隔离”,被看作是区分物种标准,微生物种：含有高度特征相同性菌株群，这个菌株群与其,他类群菌株有很显著区分。,菌株与型区分,：,菌株之间不存在判别性特征差异，命名不一样菌株无需分类学,依据，,不一样型细菌之间存在判别性特征差异，命名或判定不一样型,必需有分类学依据。,新版微生物分类和鉴定,第11页,二、微生物命名,双名法，由二个拉丁字或希腊字或拉丁化了其它文字组成，,普通用斜体表示,属名在前，普通用拉丁字名词表示，字首字母大写,种名在后，常见拉丁文形容词表示，全部小写,若所分离菌株只判定到属，而未判定到种，可用,sp,来表示,，,比如,Bacillus,sp,新版微生物分类和鉴定,第12页,因为细菌分类单元划分缺乏一个易于操作统一标准，,为了降低因采取不一样标准界定分类单元所造成混乱，,细菌系统分类也像其它生物分类一样采取“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，方便备查考和索取。,新版微生物分类和鉴定,第13页,第二节 微生物在生物界地位,一、生物界级分类学说,两界系统,三界系统,四界系统,五界系统,六界系统,新版微生物分类和鉴定,第14页,利用,16SrRNA,建立分子进化树美国科学家,Carl Woese,二、三域学说及其发展,新版微生物分类和鉴定,第15页,三、,rRNA,和系统发育树,1.rRNA,次序和进化,培养微生物,提取并纯化,rRNA,rRNA,序列测定,分析比较,微生物之间系统发育关系,新版微生物分类和鉴定,第16页,2.,特征序列或序列印记（,signature sequence,）,经过对,r RNA,全序列资料分析比较（尤其是采取计算机）发觉在不一样,种群水平上特异特征性寡核苷酸序列，或,在一些特定序列位点上出现单碱基印记,。,特征序列,有利于,快速确定某种微生物,分类归属，或建立新分类单位。,新版微生物分类和鉴定,第17页,3.,系统发育树,(phylogenetic tree),经过比较,生物大分子序列差异数值构建系统树称为分子系统树，其特点是,用一个树状分枝图型来概括各种,(,类,),生物之间亲缘关,系。,新版微生物分类和鉴定,第18页,16 S r RNA,系统发育树,新版微生物分类和鉴定,第19页,1,）,生命第三种形,式,古生菌,动物界和植物界,原核生物和真核生物（,20,世纪,60,年代）,古细菌,(archaebacteria),真细菌,(,Eubacteria),真核生物,(Eukaryotes),（,1977,，,Carl Woese,）,Bacteria(,细菌,),Archaea(,古生菌,),Eukarya(,真核生物,),（,1990,，,Carl Woese,）,原核生物,界（,Kingdom,）,域（,domain,）,新版微生物分类和鉴定,第20页,2,）建立,16 S r RNA,系统发育树意义,a,）使生物进化研究范围真正覆盖全部生物类群；,传统生物进化研究主要基于复杂形态学和化石记载，所以多限于研究后生生物，而后者仅占整个生物进化历程,1/5,新版微生物分类和鉴定,第21页,b,）提出了一个全新正确衡量生物间系统发育关系方法；,c,）对探索生命起源及原始生命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征限制，建立了全,新分类理论；,新版微生物分类和鉴定,第22页,e,）为微生物生物多样性和微生物生态学研究建立了全新研究理,论和研究方法，尤其是不经培养直接对生态环境中微生物进,行研究。,新版微生物分类和鉴定,第23页,不可培养微生物,（,uncultured microorganisms,）,从环境中直接分离并克隆,rRNA,并分析其序列和在分子进化树上位置等方法而发觉当前尚不能在人工条件下取得培养微生物。,不可培养微生物与生物多样性,新版微生物分类和鉴定,第24页,3,）三（界,),域生物主要特征,三界理论即使是依据,16SrRNA,序列比较提出，但其它特征比较研究结果也在一定程度上支持了三,界生物划分。,新版微生物分类和鉴定,第25页,伴随越来越多微生物全基因组序列测定，大家发觉生物在进化中存在着非常广泛水平基因转移现象，很多科学家都认为不能仅靠对,16SrRNA,序列比较来确定生物之间亲缘关系，还必须借助各种信息对这个进化树进行改进。,Carl Woose,rRNA,进化树完美无缺？,新版微生物分类和鉴定,第26页,一项新研究指出，,在咱们体内每个细胞中有,40,个左右细菌基因，这个由细菌到人类寄主所谓“横向转移,(lateral transfer)”,给进化生物学带来了极大问题,。,年,5,月,18,日 美国,科学,周刊,292,卷 第,5520,期,人类基因组中细菌基因？,新版微生物分类和鉴定,第27页,第三节 各大类微生物分类系统纲要,二、,真菌（菌物）分类系统介绍,一、,原核微生物分类系统,新版微生物分类和鉴定,第28页,一、,原核微生物分类系统,（一）,伯杰氏判定细菌学手册,(Bergeys Manual of Determinative Bacteriology),美国宾夕法尼亚大学细菌学教授伯杰,(D.Bergey)(1860-1937),伯杰氏手册,:,是当前进行细菌分类、判定最主要参考书，其特点是描述非常详细，包含对细菌各个属种特征及进行判定所需做试验详细方法。,新版微生物分类和鉴定,第29页,1923,年以来已出至第九版,(1994),；,第九版伯杰氏细菌判定手册设置,35,个群，将古细菌部改编为,5,个群，全书描写了约,500,个属。,划分为四大类：,第一类 具细胞壁革兰氏阴性真细菌,第二类 具细胞壁革兰氏阳性真细菌,第三类 无细胞壁真细菌,第四类 古细菌,伯杰氏细菌判定手册,新版微生物分类和鉴定,第30页,（二）伯杰氏系统细菌学手册,(Bergeys Manual of Systematic Bacteriology),第一版,1984,年问世，至,1989,年出齐，共,4,卷。,第二版 由,George Garrity,主编分为,5,卷，将从,年起陆续出版。这一版纳入了研究核糖体,RNA,测序所产生许发育,),分类系统。,新版微生物分类和鉴定,第31页,伯杰氏系统细菌学手册,第二版,分古细菌和真细菌,2,个界，下设,18,门、,27,纲、,73,目、,186,科，包含,870,余属和,4900,多个种,。,新版微生物分类和鉴定,第32页,界,：古细菌,(Archaeota),部,1,：热变形菌、硫化叶菌、嗜压菌,(Thermoprotei,、,Sulfolobi,、,Barophiles,，,21,属,36,种,),部,2,：产甲烷菌,(Methanogens,，,21,属,97,种,),部,3,：盐杆菌,(Halobacteria,，,14,属,50,种,),部,4,：热原体,(Thermoplasma,，,2,属,4,种,),部,5,：热球菌,(Thermococci,，,5,属,19,种,),新版微生物分类和鉴定,第33页,界,：真细菌,(Bacteria),部,6,：产液菌,(Aquifex),和相关细菌,(3,属,5,种,),部,7,：栖热袍菌,(Thermotoga),和,Geotogas,，,9,属,22,种,),部,8,：异常球菌,(Deinococci,，,1,属,8,种,),部,9,：栖热菌和归属不明属,(Thermi,，,10,属,21,种,),部,10,：产菌黄,(Chrysiongenes,1,属,2,种,),部,11,：绿屈挠菌和滑柱菌,(Chloroflexi,和,Herpetosiphons,，,5,属,11,种,),新版微生物分类和鉴定,第34页,界,：真细菌,(Bacteria),部,12,：热微菌,(Thermomicrobia,1,属,2,种,),部,13,：蓝细菌,(Cyanobacteria,，,69,属,73,种,),部,14,：绿菌,(Chlorobia,，,6,属,17,种,),部,15,：,-,变形细菌,(-Proteobacteria,，,117,属,392,种,),部,16,：,-,变形细菌,(-Proteobacteria,，,53,属,204,种,),新版微生物分类和鉴定,第35页,界,：真细菌,(Bacteria),部,17,：,-,变形细菌,(-Proteobacteria,，,150,属,854,种,),部,18,：,-,变形细菌,(-Proteobacteria,，,39,属,128,种,),部,19,：,-,变形细菌,(-Proteobacteria,，,6,属,56,种,),部,20,：梭菌,(Clostridia),和相关细菌,(73,属,403,种,),部,21,：柔膜菌,(Mollicutes,，,10,属,191,种,),部,22,：芽胞杆菌和乳杆菌,(Bacilli,和,Lactobacilli,，,55,属,535,种,),新版微生物分类和鉴定,第36页,界,：真细菌,(Bacteria),部,23,：放线细菌,(Actinobacteria,，,117,属，,1371,种,),部,24,：浮霉状菌和衣原体,(Planctomycetes,和,Chlamydia,，,5,属,14,种,),部,26,：丝状杆菌,(Fibrobacters,，,3,属,5,种,),部,27,：拟杆菌,(Bacteroides,，,20,属,130,种,),新版微生物分类和鉴定,第37页,界,：真细菌,(Bacteria),部,28,：黄杆菌,(Flavobacteria,，,15,属,72,种,),部,29,：鞘氨醇杆菌,(Sphingobacteria,，,22,属,76,训,),部,30,：梭形菌,(Fusoforms,，,6,属,29,种,),部,31,：疣微菌和相关细菌,(Verrucomicrobium,，,2,属,5,种,),新版微生物分类和鉴定,第38页,二,真菌（菌物）分类系统介绍,Ainsworth et al(1973),V.Arx(1981),真菌字典（,1983,）,Kendrick(1992),真菌字典（,1995,）,Alexopoulos&Mins(1996),新版微生物分类和鉴定,第39页,黏菌门：黏菌纲 根肿菌纲真菌门：,鞭毛菌亚门：壶菌纲 丝壶菌纲 卵菌纲接合菌亚门：接合菌纲 毛菌纲子囊菌亚门：半子囊菌纲 不整囊菌纲 核菌纲 盘菌纲 腔菌纲 虫囊菌纲担子菌亚门：冬孢菌纲 层菌纲 腹菌纲半知菌亚门：芽孢纲 丝孢纲 腔孢纲,真 菌 界,（,1995,）,新版微生物分类和鉴定,第40页,第四节 微生物分类判定方法,生物分类传统指标,分子生物学指标,微型、简便、快速或自动化判定技术,细菌数值分类,新版微生物分类和鉴定,第41页,形态学特征,生理学特征,生态学,特征,从不一样层次，用不一样学科技术方法来研究和比较不一样微生物细胞、细胞组分或代谢产物，从中发觉反应微生物类群特征资料。,生物分类传统指标,新版微生物分类和鉴定,第42页,一、形态学特征,培养特征、,运动性、,特殊细胞结构、,细胞形态及其染色特征、,等等,微生物分类和判定主要依据之一：,a,）易于观察和比较，尤其是真核微生物和含有特殊,形态结构细菌；,b,）许多形态学特征依赖于多基因表示，含有相对,稳定性；,新版微生物分类和鉴定,第43页,二、生理生化特征,与微生物酶和调整蛋白质本质和活性直接相关；,代谢产物等,营养类型；,与氧关系；,对温度适应性；,对,pH,适应性；,对渗透压适应性；,酶及蛋白质都是基因产物；,对微生物生理生化特征比较也是对微生物基因组间接比较；,测定生理生化特征比直接分析基因组要轻易得多；,新版微生物分类和鉴定,第44页,1,、,API,细菌数值判定系统,2,、,Enterotube,系统,3,、,Biolog,全自动或手动细菌判定系统,微型、简便、快速或自动化判定技术,新版微生物分类和鉴定,第45页,1,、,API,细菌数值判定系统,菌种,基础培养基,（液体）,菌悬液,检测、编码、查表、判定,适合用于,API,判定细菌有,700,各种,Analytica Products INC,简称。法国生物,-,梅里埃企业生产细菌数值分类分析判定系统。约有,1 000,种生化反应,可判定细菌大于,550,种。当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,新版微生物分类和鉴定,第46页,2,、,Enterotube,系统,不一样培养基分装不一样小槽中，同时接种，培养后检测、查表、判定。,新版微生物分类和鉴定,第47页,3,、,Biolog,全自动或手动细菌判定系统,在,96,孔细菌培养板上检测微生物对不一样发酵性碳源利用情况进行分类判定。,自动化、快速,可判定细菌有,1140,各种、酵母菌,267,种、当前已经可用于丝状真菌。,每个孔中含有不一样底物,菌悬液或无菌水,新版微生物分类和鉴定,第48页,分子生物学指标,DNA,碱基因组成是各种生物一个稳定特征，即使个别基因突变，碱基组成也不会发生显著改变。,新版微生物分类和鉴定,第49页,1.DNA,碱基组成,(G+Cmol%),分类学上，用,G+C,占全部碱基克分子百分数,(G+Cmol%),来表示各类生物,DNA,碱基因组成特征。,新版微生物分类和鉴定,第50页,每个生物种都有特定,GC%,范围，所以 能够作为分类判定指标。细菌,GC%,范围为,25-75%,，改变范围最大，所以更适合于细菌分类判定。,新版微生物分类和鉴定,第51页,GC%,测定主要用于对表型特征难区分细菌,作出判定，并可检验表型特征分类合理性，,从分子水平上判断物种亲缘关系。,G+C,含量比较主要用于分类判定中,否定,但含有相同,G+C,含量生物并不一定表明它们,之间含有近亲缘关系。,新版微生物分类和鉴定,第52页,同一个种内不一样菌株,G+C,含量差异应在,4,5%,以下；同属不一样种差异应低于,10,15%,；,G+C,含量已经作为建立新微生物分类单元一项基础特征，它对于种、属甚至科分类判定有主要意义。,若二个在形态及生理生化特征方面及其相同菌株，假如其,G+C,含量差异大于,5%,，则必定不是同一个种，大于,15%,则必定不是同一个属。,新版微生物分类和鉴定,第53页,2.,核酸分子杂交,不一样生物,DNA,碱基排列次序异同直接反应生物之间亲缘关系远近，碱基排列次序差异越小，它们之间亲缘关系就越近，反之亦然。,直接分析比较,DNA,碱基排列次序,-,因为技术上困难当前尚难以普遍地进行；,核酸分子杂交,(hybridization),间接比较不一样微生物,DNA,碱基排列次序相同性,新版微生物分类和鉴定,第54页,1,）,DNA-DNA,杂交；,（亲缘关系相对近微生物之间亲缘关系比较）,2,）,DNA-rRNA,杂交；,（亲缘关系相对远微生物之间亲缘关系比较）,3,）核酸探针；,（利用特异性探针，用于细菌等快速判定）,新版微生物分类和鉴定,第55页,4,）电子杂交,伴随微生物基因信息，尤其是全基因组完全测序不停增加，咱们能够经过各种计算机软件对不一样物种遗传信息进行直接比较，从而分析不一样微生物间亲缘关系。,新版微生物分类和鉴定,第56页,3,、其它,血清学试验,噬菌体分型,生态特征,氨基酸次序,蛋白质分析,细胞壁等细胞成份,经过原核生物转化、转导、接合来判断原核生物亲缘关系等等。,新版微生物分类和鉴定,第57页,