微生物分类学结课论专业：生物技术班级：07级1班姓名：侯昆鹏学号：0701024111指导老师：卢显芝2010-6-16放线菌的分类法摘要：放线菌分类的研究子发现以来先后发展出了经典分类法、化学分类、分子分类、多相分类多种分类方法。
本文综述了放线菌分类研究方法的进展以及发展趋势，并得出了一个反映生物界亲缘关系本来面目的放线菌分类系统将会在分类学家的辛勤劳动中逐步加以完善的结论。
关键词：放线菌分类方法分类标准与古老的细菌学和真菌学相比，放线菌学还是一门较年轻的学科，这是因为从世界上第一株放线菌被发现起至今，仅百余年的时间。
但由于放线菌所特有的重要意义和巨大的经济价值，从本世纪20年代起，该学科即获得了长足的发展，尤其是放线菌的分类学在其资源开发研究的带动下，不断向纵深发展，取得了一系列令世人瞩目的成绩。
放线菌最早由Cohn自人泪腺感染病灶中分离到1株丝状病原菌——链丝菌而发现的．由于大多数放线菌具有发育良好的菌丝体，19世纪前人们曾将其归入真菌中．随着科学的发展和新技术的应用，人们对微生物的认识逐渐深入，才将放线菌列于细菌中．S.A.Waksman的放线菌分类系统将放线菌目下分7个科：分枝杆菌科、放线菌科、嗜皮菌科、游动放线菌科、小单孢菌科、链霉菌科和卡氏菌科．早期的放线菌分类系统是以形态性状作为主要分类标准，在以后的放线菌分类中，除根据形态和培养性状外，还增加了化学组分、核酸本质、碱基比例、核酸杂交、辐射光线反应等．1 放线菌分类学研究的发展自从1943年Waksman第一次从链霉菌中发现链霉素以后，又相继从链霉菌中找出土霉素、金霉素、氯霉素、红霉素等有显著医疗价值的抗生素，从此筛选新抗生素的工作大量展开。
实践证明，放线菌类，特别是其中的链霉菌，是产生抗生素种类最多的微生物。
放线菌分类学伴随着抗生素事业的发展蓬勃发展起来，到现在已发现80多个属，仅链霉菌一属就有1000多个种和变种。
近年来，由于微生物生理生化学的迅速发展，特别是分子生物学的渗透，微生物分类学出现由描述科学向实验科学转化的强烈趋势，而现代技术，如电子显微技术、生化技术、分子生物学技术和电子计算机在放线菌分类上的应用，加速了这一趋势并逐渐打破了原来经典的描述分类，建立了如化学分类，分子分类，多相分类等新的标准，大大推进了分类学的发展。
1.1 放线菌的经典分类传统分类也称描述分类，主要以形态特征、培养特征及生理生化特征等表观分类学指征，对放线菌分类单位进行的描述分类。
1961年S.A.Waksman和1970年N.A.Krasilnikov关于放线菌专著的问世以及1972《国际链霉菌计划》(ISP)中最后一批研究结果的发表，是以形态和培养特征为主，以生理生化为辅的放线菌经典分类达到了鼎盛时期的标志。
1.1.1形态特征主要包括基内菌丝体的发育程度，是否断裂，有无气生菌丝体和孢子、孢囊、菌核以及其它结构，此外还要说明孢子链、孢子、孢囊、孢囊孢子的形状、大小、数目等;各类繁殖小体是否有能游动的鞭毛以及鞭毛的位置。
1.1.2培养特征放线菌分类中基丝和生孢子气丝的颜色一向受到重视，中科院微生物所70年代初编著的《链霉菌鉴定手册》一书中主要就是根据这二者分群的。
60年代后期到70年代初发表的国际链霉菌计划(ISP)试验结果也是以生孢子气丝颜色为主，基丝和可溶色素的颜色为辅。
新增加的色素对酸碱度是否敏感的方法，极具鉴别价值。
1.1.3生化特征所测定的生化指标集中在几个酶的活性上，如明胶液化、牛奶凝固和胨化、淀粉水解、纤维素分解或在其上生长、硝酸盐还原等。
在链霉菌属各个种的鉴定中，对于其是否能够在有机培养基内产生黑色素越来越受重视。
国际链霉菌计划规定用胰胨酵母精培养液测定产生类黑色素的能力;用酪氨酸琼脂测定是否产生酪氨酸酶;用蛋白胨酵母精铁琼脂测定是否产生硫化氢，但这三者的反应时常并非总是一致的。
除此之外，对于各种碳源的利用则逐渐成为必不可少的测定项目。
1.1.4生态条件主要是好气与嫌气、腐生与寄生、中温与嗜热(少数嗜低温)以及对酸碱度(pH)的要求等。
绝大部分放线菌都是中温、好气、腐生的，其中几种链霉菌能够寄生在植物上。
而弗兰克氏菌必须与高等植物共生。
从白蚁肠道分离出来的嫌气的丙酸小单孢菌也可能是与昆虫共生的微生物。
1.2放线菌的化学分类大量研究证明，企图以形态学解释分类学中的问题已远远不够，这不仅是因为同一微生物的形态随培养条件的不同容易发生变化，而且外观相似的微生物其微观形态会有所不同，所以在未完全搞清楚其形态学的表现之前就不能完全根据形态去进行鉴定。
更重要的是，传统的分类不能完全揭示微生物之间的进化关系。
基于以上这些理由，放线菌的鉴定要使用除了形态以外的其他指标，这些指标包括生理学、细胞化学、免疫学和分子生物学的特征。
从本世纪60年代开始，Lechevalier等分类学家进行了化学分类学的研究，建立了一整套放线菌细胞组分的化学分析方法，从而逐步打破了传统的分类观念，奠定了化学分类的基础，使放线菌分类学的内容从表观水平，深入到细胞水平。
1.2.1细胞壁化学组分分类放线菌的细胞壁是由肽聚糖胞壁酸、多糖等高分子物质组成。
肽聚糖四肽链上第三位往往含特异氨基酸。
不同属种放线菌的肽聚糖中，这个位置的氨基酸种类各异。
Lechevalier等用纸层析方法分析了大量放线菌株的细胞壁化学组分，按所含氨基酸的种类分成9个型，按全细胞糖型分为4个型，这些已成为确定放线菌属必不可少的手段。
1.2.2磷酸类酯分类磷酸类酯是位于细菌、放线菌细胞膜上的极性类酯。
不同属的菌其磷酸类酯组分不同，它是鉴别属的重要依据之一。
分类上重要的磷酸类酯有:磷酯酰乙醇胺(PE)、磷酯酰甲基乙醇胺(PME)、磷酯酰胆碱(PC)、磷酯酰甘油(PG)及含有葡萄糖胺未知结构的磷酸类酯。
Lechevalier等分析了48个属典型的磷酸类酯，根据菌体中所含上述磷酸类酯组分的种类将放线菌分为5个类型。
这种方法对于明确一些菌的分类地位起了很好的作用，但也有些属的成员的磷酯型不一样，因此，也提出了新的问题。
1.2.3醌分类醌是细胞原生质膜上的组分，在电子传递和氧化磷酸化中起重要作用。
放线菌的醌有泛醌(辅酶Q)和甲基萘醌等。
甲基萘醌的侧链由不同长度的异戊烯基单位所构成，异戊烯基单位的长度及氢饱和度在不同的属中是不同的，因此，可以做为分类的特征之一。
1.2.4枝菌酸分类枝菌酸及其它酯类是细胞膜的重要组成部分。
Lechevalier等(1986)根据枝菌酸的有无将不含枝菌酸的诺卡氏菌从含有的诺卡氏菌里划分出来，并结合其它指标建立了无枝菌酸属和拟无枝酸菌属。
对于既含枝菌酸细胞壁又是IV型的诺卡氏菌、分枝杆菌以及非常接近细菌的棒杆菌，用枝菌酸分析方法可以明确地分开。
因此，枝菌酸的测定是研究诺卡氏形放线菌分类中必不可少的化学指标。
1.2.5脂肪酸分类脂肪酸常以脂的形式存在于磷酯脂蛋白、脂多糖、磷壁酸酯中，其中一些是细胞膜和细胞壁的组成部分。
放线菌的脂肪酸可分为6大类，它们的侧链长度在不同的菌中是不同的。
Lechevalier等根据侧链脂肪酸有无ANT/ISO系统与是否为17碳烷，把磷酸中的脂肪酸分为4个型。
各属放线菌脂肪酸的类型各不相同。
另一种脂肪酸分析的方法是气相色谱仪测定各种脂肪酸的百分含量，直接进行比较而不再将它们分型。
1.2.6化学分类系统存在的问题及其发展趋势从每种化学分类的鉴定内容看，都是由一组数据来决定属种的。
在数据之间，由于缺乏定量的相关关系，不同属的数据不能截然分开，从而造成了分类的混乱状态，给分类学者的实际应用造成了一定难度。
近年来，仪器分析的方法越来越多地应用于化学分类学研究，随之而来的是化学分类必然向着定量化方向发展。
同时，不同学科的相互渗透也会促使分类标准向着合理化的方向统一，从而形成公认的分类标准。
1.3放线菌的分子分类随着科学技术的进步,分子生物学技术在现代分类学中已占主导地位。
基因型(或遗传型)的方法主要是指有关细胞内核酸分子的分析方法。
由于核酸是贮存、传递遗传信息的物质基础,分析核酸的序列和结构的变化可直接揭示有机体之间的亲缘关系,建立以系统发育关系为基础的分类系统。
因此,这些方法已成为现代细菌分类的主导方法,常用于放线菌基因型分析的方法有以下几种:1.3.1DNA碱基分析DNA内G+C含量摩尔百分比在细菌分类中很重要，在放线菌中，由于百分数范围窄，各属重叠较多，通常只起辅助作用，有时也很有参考价值。
它的重要用途在于验证已有的分类关系是否正确，常常以GCmol%的显著差异来纠正错误的种属划分。
1.3.2DNA-DNA(rRNA)分子杂交技术研究表明:DNA-DNA(rRNA)分子杂交技术在种属水平上研究细菌、放线菌分类地位是一个强有力的手段，可以用来解决传统分类方法难以解决的问题。
DNA-DNA同源性可以揭示种间和种内的亲源关系，而DNA-rRNA杂交在属的水平上则会发挥更大的作用。
但是分子杂交技术必须以形态和分子分类特征的结果为基础，这样才有其针对性。
1.3.316SrRNA寡核苷酸编目分析16SrRNA寡核苷酸编目分析法应用于放线菌分类研究之后，给放线菌分类体系带来了深刻的变革。
通过对放线菌中不同菌种的寡核苷酸序列分析，它们之间的亲缘关系也日趋明朗，GCmol%含量在55%以上的革兰氏阳性菌还包括双歧杆菌属和丙酸杆菌属，这两属都是厌气菌，它们在放线菌的进化线上形成最早的分枝(SAB值分别为0.40和0.48)。
除了这两属之外，所有的放线菌可大致划分为5个分支。
第一个分枝包括节杆菌属的许多种以及下列各属:纤维单孢菌属、微球菌属、微杆菌属、短杆菌属和放线菌属;第二分枝以简单节杆菌为代表;第三分枝是棒状杆菌及其相近菌株;第四分枝包括分枝杆菌属、诺卡氏菌属以及下列一些属的代表种，这些属是红球菌属、缠绕棒杆菌和石灰壤诺卡氏菌、地嗜皮菌属、指孢囊菌属、小单孢菌属、小瓶菌属以及游动放线菌属等;第五分枝包括链霉菌属及其相近菌种。
上述这种进化关系，只是基于对部分代表菌株的寡核苷酸序列分析而得出的初步结论，许多放线菌的科属还没有包括进来。
因此还需要对更多的菌种进行分析。
从这五个分枝的划分来看，依靠形态和生理特征为指标的传统分类方法亟待改进。
根据近年来对放线菌的研究，放线菌的定义应该发生深刻变化，放线菌应是革兰氏阳性、GCmol%含量在55%以上的真细菌，它们应排除高温放线菌属而包括微球菌属以及棒状杆菌属、节杆菌属、纤维单孢菌属、微杆菌属和短杆菌属等。
1. 3. 4以DNA为基础的其它分类方法DNA限制性片段长度多态性分析是近几年发展起来的一种DNA分析技术。
依据所选用的基因序列种类和酶切方法的不同可分为扩增rDNA限制性酶切片段分析和扩增性片段长度多型性分析技术。
