４ｌ卷４期２００１年８月微牛物学报Ａｃｍ肘衙曲如‘啦ｄ胁妇Ｖ０１．４１＾ｏ．４Ａ１”ｎ２００ｌ
诺卡氏菌型放线菌的分类
张建丽刘志恒中国科学院微生物研究所北京１０００８０
ＴＡＸｏＮｏＭＹｏＦＴＨＥＮｏＣＡＲＤＩｏＦｏＲＭＡＣＴ矾ｏＭＹＣＥＴＥＳ
ＺｈａｎｇＪｉａｎｌｉ“ｕＺｈｉｈｅＩｌｇｈｍｋ矿村㈣蝴，咖，艚＾ｃ础州ｏ，＆蛳删，＆拆喈１００明Ｏ，伽肿）
关键词：诺卡氏菌型放线菌，分类，系统进化中圈分类号：Ｑ９３９１３文献标识码：Ａ文章编号：０００１—６２０９【２００１）０４—０５１３－０５
诺卡氏菌型放线菌在分类学上属于细菌域，厚壁菌门，放线细菌纲，放线菌目，ｆ，的·类形态相似的微生物。在自然界中分布广泛．但由于分离、分类方法所限．绝大多数（８５％以上）还没有设人们所认识。诺卡氏苗型放线菌是一类重要的自然资源，某些种能产生抗生索，如利福毒素等；有些种产生可供利用的重要的代谢产物，如２、３．＿羟基．苯甲酸、环已乙酸、羟基苯酮丁酸、Ｌ组氨酸、１６ｎ一羟基甾体等；某些种产生重要的酶类，如胆固醇氧化酶、葡萄糖异构酶、溶菌酶等；有些种可用于废水（物）的生物处理。男一方面、也有些种引起人和动物的诺卡氏菌病和足菌病。对诺卡氏前型放线菌分类的研究不仅为其资源的开发利用和有效控制有害放线菌提供理论指导；而且为研究放线菌的系统进化戈系提供材料和依据．丰富生物多样性研究的内容。随著科学技术的发展，诺卡氏菌型放线菌的分类已山最初的以形态描述、生理生化特征为主发展到现在的多相分类。
１诺卡氏菌型放线菌的经典分类
１９６７年．Ｐ哺ｕｓｅｒ第一次提出了“诺卡氏菌型放线菌（Ｎｏｃａｒｄｉｏｆｏ丌ｎＡｃｔｌｎｏｍｖｃｅｆｅｓ）”的概念，以概括那些形态上具有初生前丝体．并多少呈规律性断裂成球状或杆状小体的一类Ｇ＋放线菌。其中诺卡氏茁属是较为重要且最早发现的·个属。诺卡氏菌属（Ⅳｏ。州ｍ）的概念是１８８９年由ＴＴｅｖｉ哪首次提出，共有５个种，Ｈａｎ发现的牛型放线莆（Ｊ“ｄ鲫小脚ｈ，椰）也包括在内。１６年后，ｗｉ小ｃ建议把扶氧致病性放线茁从诺卡氏菌属巾划出．建萨放线茁属（＾砌ｍｗ始）。而保留好气性放线菌作为诺膏氏菌属的成员。他还提出“诺卡氏菌病（Ｎ０ｃａｒｄ，０ｓｂ）”
的术语１。１９２３年．０ｅ璐ｋｏｖ根据苗丝体断裂与否．以及孢子的形成方式把放线菌分为三个类群，诺卡氏菌属包括在Ⅱａ、Ⅱｂ两群里。ｃｏｒｄｏｎ和Ｍｉｈｍ应用孢子形成和菌落边缘等形态学指标区分链霉菌（船印一如ｍ脚）、诺卡氏菌和分枝杆菌（肼伸慨ｎ“ｍ）．他们把诺卡氏菌作为菌落有丝状边缘的形态群”’。另外，ｓｃｈｅ面ｄ胁和ｓｈ血ｒ（１９５７）、Ｂｒ讪ｅｙ（１９５９）、Ｍｃｃｌ岫ｇ（１９６１）等也都从形态学、培养特性等方面对诺＃氏菌进行过分类地位的探讨。１９６１年ｗａｋｓｍ锄的著名专著《放线菌的属和种分类鉴定和描述》”ｏ的出版，标志着放线菌分类学这，·独立学科的形成，这个时期的诺卡氏菌型放线菌分类称为经典分类．主要的依据是
作者简介：张建丽（１９６４一），女，山东平度市人，副教授，现为中国科学院微生物研究所博士生，主要从事放线茁系统分娄学研究，
牧蔫日期：２０００．０７．０３．惨回日期：２０００—０９—０４
万方数据５１４微生物学报４ｌ卷
形态、培养特征和生理生化特性。
２化学分类研究和多相分类概念的提出
在分类研究的实践中，一些学者逐渐意识到，单纯依靠形态观察和牛理试验不能解决分娄过程中遇到的诸多『口】题，从６０年代开始，ｋｃｈｅｖ甜·ｅｒ等学者进行了放线菌化学分类的研究．提出以化学与形态特征相结合划分属的观点，并于１钾１牛发表了主要依据细胞化学指征的分类系｜凫，将敞线苗分为９个胞疃类型和４个糖型”１。从而打破了传统分类观念，奠定了化学分类学的皋础，与此同时，ｃ。１ｗｅｅＪ提出了一个新的细菌分类学术语“多相分娄（ＥｕＹｐｈａｓ，ｃｆ㈣ｎｍｖ）”，指综合利用微生物多种不同信息．包括表型和垦因型的信息进行分类的方法…。之后，诺卡氏菌型放线菌分类也许始采用多相分类的方法，在当时的技术条件下，实际上就是在原来分类的基础上．更多的融人，化学分类的内容。从７０年代开始，化学分类被各国放线菌分类学者所接受，迓步建立起·整套细胞化学分析方法，如细胞壁化学组分、磷酸类脂、醌、枝菌酸、脂肪酸分析等。７０年代末至８０年代初全细胞蛋白质图谱分析、核糖体蛋白双向凝胶电泳分析和其它特定蛋白的氨基酸序列分析等也丌始应用于诺膏氏菌型放线菌的分类研究。１９７３年，ｃｒｏｓｓ和。池１ｌｏｎ提出建立诺Ｒ氏菌科（ｍ＊ｎｒｄ；∞帆ｅ），包括那些好气的、肇始经常断裂成轩状或球状小体的放线菌。孢子可能在基丝上彤成，也可能在气丝上形成孢ｆ短链。含有枝菌酸，细胞壁Ｉｖ型．糖型Ａ。他们在这个科里共列出ｒ小多孢菌属（胁ｚｒ叩。ｆｒｓＰ。ｍ）、诺卡氏菌属和分枝杆菌属６。科的鉴定是以形态特征为主，同时参考细胞化学的内容。红球菌属（Ｒ㈨。“眦）是由
Ｔｓｕｋａｍ山ａ和‰ｏｄｆｅｕｏｗ等建立”，在此之前．这类菌被归到分枝杆菌属或诺昔氏菌属中，化学分类方法的应用深刻地影响着诺卡氏菌型放线菌分类的进展。诺卡氏菌型放线苗形态结构简单，但其化学特性各有不同，与形态特征和生理生化特性相比，化学指标更为重要。例如，诺卡氏菌属主要依据细胞壁和类脂组分等化学分类学信息进行定义，这种定属原则一直沿用至今．枝菌酸是诺卡氏菌属及相关放线菌最具特征性的胞壁成分之一，根据分，中所含碳原子教的多少可将枝菌酸分为四类：分枝杆菌枝菌酸，约含８０个碳原子；诺卡氏技菌酸．约含６０个碳原子；红球菌枝菌酸．约含４０个碳原子；棒杆菌枝菌酸，约古３０个碳原子。甲基荣醌是放线菌原牛质膜的组分．醌作为属划分指标的基础在卜其异戊烯侧链长度和氧饱和度的差异。Ｈｎｗａｎ｝ｌ等用质谱分析诺卡氏菌届的甲皋萘醌时发现．真正属于诺卡氏菌属的成员，其主要的醌型并非以往认为的ＭＫ一８（｝１４），而是一种新的甲基萘醌，它含８个异戊烯单ｆｔ，且末端２个单位成环，分子中有３个饱和单位．检测这种特殊的甲基萘醌类型．有助于把诺卡氏茁属与系统发育上相关的乳酪杆菌属（ｃ∞舳６毗ｒ）、分枝杆菌属、棒杆菌属（ｃ。州６础删ｍＪ、红球菌属Ｉ蔓别开米。通过上述研究他们认为侧链中是否带有部分成环的结构也具有重要的分类学意义，它ｎｒ作为系统发育的指征“。
３分子分类和系统进化研究
鲫年代ｓｔａｃｋｅｂｒａｎｄｔ和ｗ…ｅ根据１６ｓｒＲ＿Ａ相似性、ＤＮＡ．ｒＲＮＡ和ＤＮＡ．ＤＨＡ杂交的结果，构建了放线菌和其它生物之问的系统发育树”Ｊ，这标志着放线前分类学分子分类时期的开始。分子分类和系统发育信息丰富了多相分类的内容，共同推动诺卡氏菌型放线菌分类向着自然分类系统靠近。麻用于分类的分于主要为ＤＮＡ和ＲＮＡ。常用的分子指征包括ＤＮＡｃ十ｃｍ０１％、ＤＮＡ—ＤＮＡ杂交、ＤＮＡ一心Ａ杂交、核酸序列分析和ｒＲＮＡ转录间隔区序列（Ｉ巧ｓ）分析等。ＤＮＡ—ＤＮＡ杂交适用于种水平的分类学研究，是分析ＤⅣＡ蚓源件的有效手段，而ＤＮＡ同源性分析是确定正确的分类地位，建立自然分娄系统的最直接的方法。近年米，随着分ｆ生物学的发展义ｍ现了一些直接以ＤＮＡ为基础的分埠！方法．如核酸分型（Ｒｉ｝州ｙｐ－ｎｇ）限制中｝酶切片段长度多形性（ＲＦＬＰ）分析、扩增性ｒＤＮＡ限制件酶切片段分析（ＡＨＩ¨｛Ａ）、随机扩增的多形性ＤＮＡ（ＲＡＰＤ）分析及低频限制性酶切片断
分析（哪Ａ）等”ｏ“，这些方法简便易行，分辨率高，在诺卡氏菌型放线菌系统分类学研究中起着越来
万方数据４期张建丽等：诺卡氏菌型放线菌的分类５１５
越重要的作用。Ｍ出ｄｏｎａｄｏ认为用基于荧光标记的改良扩增片断长度多形件（ＡＦＬＰ）分析能有效地滑清诺卡氏菌属内各种问的分类戈系”２。许多研究已经证明犀状诺卡氏菌（Ⅳ∞加池）是一个异质的种，采用核酸分型或Ｒ兀Ｐ分析可区别该种的不同菌株。般从为ｒＲＮＡ是研究系统进化关系的最好树料，１６ｓｒＲＮＡ序列分析的方法主要有两种：一种是１６ｓｒＲＮＡ提纯后用反转录酶和保守引物进行测序；另一种是扩增１６ｓｒＲＮＡ基因，用ＰｃＲ产物直接测序”，得到的序列与ＲＤＰ（Ｒｌｂｏｓｏｍ出ＤａｌａＬ枷ｅＰｒｏｍｔ）比较，根据返同结果，从ＲＤＰ或ＧｅｎＢａｎｋ调相似性较高的序列构建系统发育树，假诺卡氏菌科就足在１６ｓｒＲＮＡ序列分析基础上建立的”“，构建发育树的方法有ｐｑ种：邻接法（ＮＰｌ曲ｈｕｒ、ＩＪｏＩｎｉｎｇｍｅ山ｏｒ【１）、最小平方法（ｋａｓｔ唧Ｊａｆｅｓ）、极似然法（Ｍａ姗ｕｍ＿ｂｋｅｌｌ．ｈ００ｄ）和最简约法（Ｍ删ｕｍ—ｐａ…ｏｎＹ），其中邻接法是最常用的方法。
ｃ００ｄｋｌｌｏｗ等较早采用分子分类方法研究诺卡氏菌璎放线菌，依据１６ｓｒＲＮＡ部分寡核苷酸序列分析和化学指标，把放线菌分为８个群，其巾诺卡氏菌型放线荫包括２个科，一是棒杆菌科（ｃｏｒｙｎｅｈｃＩｅ小叫ｅａ）．Ｈ有棒杆荫属（ｃｏｎ僻６吖№山ｍ）；另一科是分枝杆菌科（Ｍｙｃｏｂａｃｔ盯ｍｃｅａ）．包括分枝杆菌属、诺卡氏荫属和红球菌属ｏ“。１９８９年出版的《伯杰氏系统细菌学手册》”‘除更多地使用ｒ化学指标外．也承认１６ｓｒＲＮＡ部分序列分析的重要性，以菌丝体断裂与否及孢于着牛方式将放线菌目分成８个群，编入第４巷．且取消了科这一分类等级。将诺卡氏菌型放线菌的１１个属刊登在第４卷第２６部中。某磐属内种的数量与第八版相比有祖大变化，如诺卡氏菌属八版中记载了３１个种，而在第４卷中｝｛剩下９个种，这说明，以前的属内种的分类方法与定种指标存在问题。分子分类和系统进化研究在多相分类中占有越来越重要的地位．尤其表现在用于确定那些用惯常方法难以搞清的微生物间的相互关系，目前，刘诺卡氏菌型放线菌的分类重着于含枝菌酸的类群（枝酸茁，ＭｙＰｏｆ帅ｃｉｄ—ｃｏｎｔａｌｎｌｎｇａｃｎｎｏｍｙ州ｅｓ），基于１６ｓｒＲＮＡ牟序列分析，用邻接法构建的系统发育树表明了枝酸菌分类单元之间的相互关系（图１）…，并把它们归为８个届：棒杆菌属、迪茨氏菌属（Ｄｗ觚－）、荥村氏苗属（死“㈣如）、分枝杆菌属、斯科氏菌属（ｓ｝晰ｎｎ～）、戈登氏菌属（踟ｒ幽Ｍ）、红球菌属和诺卡氏苗
属，运用多相分类的方法可把它们区别开。在棒杆菌的进化分枝中有２个种缺少枝菌酸，它们足无枝菌酸棒杆菌（ｃｎｍ冲ｋ啪）和耳炎苏黎士菌（黼池曲４讹）。１９９９年，Ｉ（ａｍｐｒｅｒ从幼儿园室内环境中分离
到１种新的枝酸淆，由此建立了新属，称为威廉姆氏菌届（乳配函ｍ如）”，１９９７年，ｓｔａｃｋｅｒｂｒａｎｍ根据１６ｓｒＲＮＡ，ｒＤＮＡ序列分析结果建立了放线细菌纲（＾ｍ啪６甜＊瑚），肝在纲和属之间提出了一个新的放线菌分类系统．但并不改变目前种和属的描述”，他将放线细菌纲分为５个亚纲．诺卡氏菌型放线菌隶属放线细菌亚纲中的放线莆日，棒杆菌亚日，胞肇Ｉｖ型，含枝菌酸，共自６个科：棒杆菌科、迪茨氏菌科（Ｄｉｅｂ㈣ｅａｅ）、戈登氏菌科（Ｇ０ｒｄｏｎｍｅａｅ）、分枝杆菌科、诺卡氏菌科和冢村氏菌科（Ｔｓｕｋａ田。咄ｕａｒｅａｅ）。红球菌属和诺卡氏菌属亲缘关系最密切，所以把红球菌屑放在诺卡氏菌科里。即将出版的《伯杰氏系统细菌学手册》第２版采纳ｒ遗一分类系统，把它编人第４卷．这足以说明，在多相分类的众多方法中．分子生物学方法，尤其是１６ｓｒＲＮ～ｒＤⅣＡ序列分析的作用日益突出，已成为建立新分类单位必不可少的资料。但１６ｓｒＲＮＤ只是反映细菌ＤＮＡ信息中的一小部分，且保守性很强，有时难以区分亲缘关系较近的种和相关属。在这种情况下就必须运用其它多种分类手段。Ｎ啪等在１９９９年从活性污泥泡沫中分离的几株冢村氏菌有极其相似的１６ｓｒＲＮＡ序列，Ｒｅｐ—ＰｃＲ基因指纹图谱分析提供ｒ一种有效的手段，可把这些分离株分成几个密切相关的类群，且易于与对照模式种区别开“…。近年柬，随着现代分类方法．尤其是化学分类、数值分类和分子分类的应用，才得以更为准确地描述已有的和新的分类单位．修正过去那些小正确的分类单元，例如，对沟诺膏氏菌（，ｖ．ｎ”㈣）蘑新分类后．转＾戈登氏菌属，称为沟戈登氏菌（Ｇ．“ｍ洲ｅ）；爱知红球菌（Ｒ。油㈣ｎ）被转成爱知戈登氏菌（Ｇ
此＾＊ｗ蠡）；热黄诺卡氏菌（－Ⅳ池册肋棚）转为热黄拟无枝菌酸菌（＾ｍ仲￡ｄ卸础ｒｋｎｎ。肺ｌｕ）等等。运用多
万方数据
