微生物分类、命名和鉴定

微生物分类、命名和鉴定微生物分类微生物命名P130-136微生物鉴定基本步骤：1.获得该微生物的纯种培养物2.测定一系列必要的鉴定指标3.查找权威性的鉴定手册不同种类微生物应采用不同的重点鉴定指标：真菌：形态特征较丰富、细胞体积较大，以形态特征为主要指标放线菌、酵母菌：形态特征与生理特征兼用细菌：形态特征较缺乏，使用较多的生理、生化和遗传等指标通常把鉴定微生物的技术分成四个不同水平：①细胞的形态和习性水平，例如用经典的研究方法，观察细胞的形态特征、运动性、酶反应、营养要求和生长条件等。②细胞组分水平，包括细胞组成成分例如细胞壁成分，细胞氨基酸库，脂类，醌类，光合色素等的分析，所用的技术除常规实验室技术外，还使用红外光谱、气相色谱和质谱分析等新技术。③蛋白质水平，包括氨基酸序列分析、凝胶电泳和血清学反应等若干现代技术。④基因或DNA水平，包括核酸分子杂交（DNA与DNA或DNA与RNA），G＋Cmol%值的测定，遗传信息的转化和转导，16SrRNA（核糖体RNA）寡核苷酸组分分析，以及DNA或RNA的核苷酸顺序分析等。微生物鉴定技术经典分类鉴定技术微生物的形态特征微生物的生理生化特性微生物的生态特性血清学试验与噬菌体分型现代分类鉴定技术细胞化学成分分析鉴定法核酸的碱基组成和分子杂交微生物全基因组序列遗传重组氨基酸顺序和蛋白质分析微生物的微量、简便、快速或自动化鉴定技术1.经典分类鉴定技术主要指标：微生物的形态特征微生物的生理生化特性微生物的生态特性血清学试验与噬菌体分型1.1微生物形态特征形态学特征始终被用作微生物分类和鉴定的重要依据之一，其中有两个重要原因：一是它易于观察和比较，尤其是在真核微生物和具有特殊形态结构的细菌中；二是许多形态学特征依赖于多基因的表达，具有相对的稳定性。主要内容：①培养特征②细胞形态③特殊细胞结构④细胞内合物⑤染色反应⑥运动性固体培养特征：菌落特征。（大小、形状、厚度、边缘、颜色、表面、透明度、粘度）液体培养特征：表面菌膜、混浊，底部沉淀半固体培养特征：鞭毛运动情况①培养特征菌膜菌沉淀均匀浑浊对照②细胞形态形态：球形、杆状、弧形、螺旋形、丝状、分枝及特殊形状大小：其中最重要的是细胞的宽度或直径排列：单个、成对、成链或其他特殊排列方式③特殊细胞结构有无鞭毛、芽孢、荚膜（糖被）、菌胶团孢子：形状、大小、颜色、着生位置、数量及排列④细胞内含物硫粒、异染颗粒、伴孢晶体、气泡等⑤染色反应革兰氏染色⑥运动性1.2微生物的生理生化特性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，所以，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，加上测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多，因此生理生化特征对于微生物的系统分类仍然是有意义的。原核生物的属和种，仅仅根据形态学特征是难以区分和鉴别的，所以生理生化特征往往是分类鉴定的主要特征。1.2微生物的生理生化特性①营养类型①光能无机自养型（光能自养型）②光能有机异养型（光能异养型）③化能无机自养型（化能自养型）④化能有机异养型（化能异养型）②对碳源的利用对各种单糖、双糖、多糖以及醇类、有机酸等的利用③对氮源的利用对蛋白质、氨基酸、含氮无机盐、N2等的利用1.2微生物的生理生化特性④对生长因子的需要对特殊维生素、氨基酸等的依赖性⑤对氧的要求好氧、微好氧、耐氧、厌氧及兼性厌氧⑥对温度的适应性最低温、最适温、最高温、产物积累温度⑦对pH的适应性在一定pH条件下的生长能力及生长的pH范围1.2微生物的生理生化特性⑧对渗透压的适应性对盐浓度的耐受性或嗜盐性⑨对抗生素及抑菌剂的敏感性⑩代谢产物各种特征性代射产物：如色素、有机酸、产气、硫化氢、明胶液化作用如大肠菌群乳糖发酵，产酸、产气1.3微生物的生态特性在自然界的分布情况与宿主关系：共生、寄生、致病性等宿主种类有性生殖情况生活史1.4血清学试验与噬菌体分型①血清学试验细菌细胞和病毒等都含有蛋白质、脂蛋白、脂多糖等具有抗原性的物质，不同微生物抗原物质结构不同，赋予它们不同的抗原特征。常借助特异性的血清学反应来确定未知菌种、亚种或菌株。通常是对全细胞或者细胞壁、鞭毛、荚膜或粘液层的抗原性进行分析比较。虽然血清学试验被广泛用于微生物分类鉴定的研究，但比较成功的应用是对种内（以及个别属内）不同菌株血清型的划分。1.4血清学试验与噬菌体分型②噬菌体分型在原核生物中已普遍发现有相应种类的噬菌体。噬菌体对宿主的感染和裂解作用常具有高度的特异性，即一种噬菌体往往只能感染和裂解某种细菌，甚至只裂解种内的某些菌株。所以，根据噬菌体的宿主范围可将细菌分为不同的噬菌型和利用噬菌体裂解作用的特异性进行细菌鉴定。2.现代分类鉴定技术细胞化学成分分析鉴定技术核酸的碱基组成和分子杂交技术微生物全基因组序列技术遗传重组技术氨基酸顺序和蛋白质分析技术2.1细胞化学成分分析鉴定技术根据不同细菌和放线菌细胞壁的肽聚糖分子结构和成分的差异，采用细胞壁成分分析法，对菌种分类鉴定有一定的作用放线菌全细胞水解液可分四类主要糖型,故采用全细胞水解液糖型分析法可进行初步分类鉴定位于细菌、放线菌细胞膜上的磷酸类脂成分,在不同属中有所不同，可用于分类鉴别2.2核酸的碱基组成和分子杂交技术与形态及生理生化特性的比较不同，对DNA的碱基组成的比较和进行核酸分子杂交是直接比较不同微生物之间基因组的差异，因此结果更加可信。比较DNA的碱基组成和进行核酸分子杂交，是目前通过直接比较基因组进行生物分类最常用的两种方法。是发表任何微生物新种时必须具有的重要指标。2.2核酸的碱基组成和分子杂交技术①DNA的碱基组成(G+C)mol%DNA的碱基组成和排列顺序决定生物的遗传性状，所以DNA碱基组成是各种生物一个稳定的特征。分类学上，用G+C占全部碱基的摩尔百分比值（简称“GC比”）来表示各类生物的DNA碱基组成特征。亲缘关系近的生物，它们应该具有相似的GC比；若不同生物之间GC比差别大表明它们关系远。但具有相似GC比的生物并不一定表明它们之间具有近的亲缘关系，因为核苷酸序列可差别很大。否定作用高等植物的GC比范围大约为35-50%脊椎动物GC比约为35～45%之间而原核生物中GC比变化幅度宽达22～80%，这也足以表明原核生物是一个极为多样性的类群。同一个种内的不同菌株GC比差别应在4～5%以下（差别＞5%肯定不是同一个种）同属不同种的差别应低于10～15%，通常低于10%（差别＞15%肯定不是同一个属）2.2核酸的碱基组成和分子杂交技术②核酸的分子杂交如DNA-DNA杂交：双链DNA分子加热可变性，冷却处理时，又可复性。不仅同一菌株的DNA单链可以复性结合成双链，来自不同菌株的DNA单链，只要二者具有同源互补的碱基序列，它们也会在同源序列之间互补结合形成双链，这就称之为DNA-DNA分子杂交。不同微生物之间，DNA同源程度越高，其杂交率就越高，若两个菌株DNA分子序列完全相同，则应100%地杂交结合。2.3微生物全基因组序列技术DNA是除少数RNA病毒以外的一切微生物的遗传信息载体。每一种微生物都有其自身独特而稳定的基因组DNA序列，不同菌种间基因组序列的差异程度，代表着它们之间亲缘关系的疏密。2.4遗传重组技术大多数真核生物都能进行有性生殖，所以分类学上用能否进行有性生殖来定义物种。原核生物中，虽然没有有性生殖，但它们可以通过转化、转导和接合作用进行染色体基因的交换，这种交换通常具有种属特异性。发生接合、转化和普遍性转导的细菌之间需要存在广泛的染色体同源性，否则此类重组(同源重组)就不能发生。因此，在细菌分类中，发生同源重组可以作为细菌密切相关的证据。例如，转化通常只在同属内的不同种之间发生，很少在属间出现。注意：由于同源重组还涉及其他因素，当细菌之间不能发生重组时，不一定是由于DNA序列不同源，而有可能是由于其他因素所致。因此，不能以同源重组作为唯一的判断标准。2.5氨基酸顺序和蛋白质分析蛋白质是基因的产物，蛋白质的氨基酸顺序直接反映mRNA顺序而与编码基因密切相关。因此，可以通过对某些同源蛋白质氨基酸序列的比较来分析不同生物系统发育关系，序列相似性越高，其亲缘关系愈近。3.微生物的微量、简便、快速或自动化鉴定技术法国梅里埃集团的API/ATB瑞士罗氏公司的Micro-ID，Enterotube，Minitek美国的Biolog全自动和手动细菌鉴定系统日本的微孔滤膜块项目名称ONPGADHLDCODCCITH2SURETDAIND所定数值124124124试验结果+-+++----记下数值104120000编码530微生物自动鉴定仪