微生物的分类和分子鉴定概要

利用16S rRNA建立分子进化树的美国科学家 Carl Woese 16S rRNA——分子计时器（molecular chronometers）或分子 尺、或进化钟（evolutionary clock）
三域: 细菌域 (Bacteria)
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 三域学说(three domains theory)及其 分类的核心 生物进化谱系树
微生物的进化地位：
通过放射性元素的计时技术，测得地球年龄约有45-46亿 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 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）； 发现蓝细菌类原核生物是在21亿年前,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，并且开 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）， 至此已形成了三极生态系；之后出现由“鱼—陆生生物 —两栖类—爬行类”的进化趋势，人类诞生至今不过 300万年。
属(Genus)：酵母属
种(Species)：啤酒酵母
种（species）：是一个基本分类单位；是一大群表型特征高度 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 群菌株的总称。 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纯的谱系. 以 大肠埃希氏杆菌的2个菌株为例：
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 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、亚科等
以啤酒酵母为例，它在分类学上的地位是：
界(Kindom)：真菌界
门(Phyllum)：真菌门 纲(Class)：子囊菌纲 目(Order)：内孢霉目 科(Family)：内孢霉科
2、微生物分类学
经典分类学：按微生物 表型特征分类 微生物系统学： 按亲缘关系和进 化规律分类 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。
Hale Waihona Puke Baidu
★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。 ☆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。
吸收多，转化快
生长旺，繁殖速
适应性强，易变异
适应性强，易变异
微生物的发展史
一、史前时期（直观应用时期） 春秋战国时期
微生物分解有机物质,沤粪积肥。
公元二世纪的《神农本草经》
白僵蚕治病。
公元6世纪 后魏的贾思勰 《齐民要术》
谷物制曲、酿酒、制酱、造醋、腌菜。 豆科植物与其它作物轮作
特点：
１、巴斯德与自然发生说 ２、科赫与疾病的病菌说 ３、贝耶林克 （加富培养） ４、维诺格拉斯基 土壤微生物研究的生态学观点和原位研究路线。
特点：
①微生物学建立
②创立微生物学方法 ③实践-理论-实践
④建立分支学科
⑤寻找病原菌
四、发展时期（生物化学水平）
时间：1897 -1953
代表人物：E.BUCHNER（1897）-生物化学奠基人
④基础理论和实验技术
⑤微生物基因组
贡献： 电子显微镜的使用 DNA的发现
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。 生物分类就是通过研究生物的系统发育及其进化历史， 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。 高等 动植物 分类 化石资料、形态学、比较胚胎学 较正确 反映其 系统发育
特点：
①酵母菌 ②代谢系统 ③普通微生物学 ④寻找有益代谢产物 ⑤微生物工业化培养技术
石英砂研磨 酵母细胞 过滤 滤液 酒精、CO2 酵母细胞
葡萄糖
五、成熟时期（分子水平）
时间：1953年至今 代表人物：J.WATSON和F.CRICK-分子生物学奠基人
特点：
①微生物生命活动规律
②发酵工程 ③分支学科的发展
微生物的分类与分子鉴定
试讲：汪文伦
•微生物的分类 •微生物的分子鉴定
微生物
• 定义：是生命学的重要分支，是研究微生物的种类、分
布、形态、结构、代谢、生长繁殖、进化以及与人类、动 物、植物等相互关系的一门学科。
非细胞生物 微生物
原核生物
部分真核生物 （真菌、藻类、原生动物）
微生物特点
体积小，比表面积大
生物分类的二种基本原则：
一、根据表型特征(phenotype)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； 二、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。
微生物分类的难题：
绝大部分微生物个体小、形态简单、 易受环境影响而变异、缺少有性繁殖过程、 缺乏化石资料。
生物的界级分类学说
生物的界级分类学说： 在认识发展过程的不同阶段 存在对生物分类的不同观点。 如：二界系统、三界系统、 四界系统、五界系统、六界系 统和三原界系统直至三域学说.
• 三原界系统是1978年由R.H.Whittaker和 L.Margulis提出的（内共生学说）。
三 域 学 说 的 建 立
①未见微生物个体 ②凭经验利用微生物
二、初创时期（形态学发展时期）
（17世纪下半叶——十九世纪中叶） 使用显微镜观察微生物世界的时期。
代表人物：列文·虎克
贡献: （１）发现了微生物世界 （２）科学地描述了微生物的形态并阐述了它们的 繁茂性．
特点：
①观察微生物个体 ②形态描述
三、奠基时期（生理学发展时期）