第二章微生物的形态与分类 确定了碱基的数目和序列即可确定“种” 同种生物的DNA碱基对的顺序和数量,在细胞中比例是稳定的,不受年龄和外界影响, 所以通过测定DNA的碱基比例(G+C的百分比值),可以判断微生物种属间的亲缘关系的远 近。各类微生物的G+C比值变化幅度为2775克分子%,表2.2.1列出了部分微生物的G+C 含量。任何两种微生物的G弋C含量相差10%以上,这两种微生物就肯定不属于同一个种。然 而完全不相关的两种微生物,也可能有相同的或相近的GC含量,因此,在分类中使用GC 含量这一性状时,一定要注意与其它性状相结合。 表2.2.1一些微生物的G+C含量 含量(m1%) 细菌 大肠杆菌( Escherichia coli) 5052 伤寒沙门氏杆菌( Salmonella typhi) 短乳杆菌( Lactobacillus brevis) 45.5 铜绿假单胞菌( Pseudomonas aeruginosa) 67 放线菌灰色链霉菌( Streptomyces griseus 69.573 丙酸放线菌( Actinomyces propionic) 星状诺卡氏菌( Nocardia asteroides) 6469.5 霉菌 米曲霉( Aspergillus oryzae) 52.5 产黄青霉( Penicillum chrysogenum) 5154.5 大毛霉( Mucor mucedo) 二孢蘑菇( Agaricus bisporus) 酵母菌酿酒酵母( Saccharomyces cerevisiae) 3742 异常汉逊酵母( Hansenula anomala) 36~37 白假丝酵母( Candida albicans) 深红酵母( hodotorula rubra) 6668.5 G+C比值已在细菌和酵母的分类中应用,在指导细菌分类中特别有用。根据G+C含量己 査出过去曾认为是密切相关的有机体之间有着重要的差别。如芽孢杆菌属由好氧性、革 氏阳性、形成芽孢的细菌组成。多年来它们曾被认为是同源的类群。然而,通过DNA碱基 成分的检测,发现这个属中的不同成员间,在G+C含量上的差别很大,G+C的百分比值从 32%到50%。这样芽孢杆菌属可能有重新分类的必要。另外,《伯杰氏鉴定细菌学手册》 ( Bergy's Mannual of Determinative Bacteriology,1923年来共发行九个版次)的第七 版中根据能在37℃生长,石蕊牛奶反应和产生气味等特征,曾经将假单孢菌属产荧光、不 液化明胶的类群划分成10个种,后来根据它们的DNA中G+C比值都是60~63%,又结合转导 传递测定等实验,证明它们应归并为一个种。《伯杰氏鉴定细菌学手册》第八版中,将这 10个种归为恶臭假单孢菌( Pseudomonas putida)。但是在一些放线菌类群中,G+C比值 的变化幅度不大,有的没有规律可循 2)DNA杂交试验 利用测定GC含量,只能确定含有不同碱基成分的微生物属于不同菌种,但是GC含量 相同并不等于碱基序列相同,所以碱基含量相同的微生物可能不是同一个种。要进一步判 断微生物间的亲缘关系,就必须比较不同来源DNA的碱基序列 目前,比较碱基序列最简便的方法是DNA杂交。其原理是利用DNA解链和碱基配对的 专一性,将不同来源的DNA在体外加热解链,并在合适条件下,使互补的碱基配对结合成 双链DNA,然后根据能生成双链的情况,测定杂合百分率。如果两条单链DNA的碱基序列完 全相同,则它们能生成完整的双链,即杂合率100%;如果两条链的碱基序列只是部分相同, 则它们生成的“双链”含有部分单链,其杂合率小于100%。因此,杂合率越高,表示两个 DNA之间碱基序列的相似性越高,说明它们之间的亲缘关系也就越近。如两株大肠杆菌的 DNA杂合率可高达100%,而大肠杆菌与沙门氏杆菌的DNA杂合率较低,约70%。如图2.2.1 所示,细菌1跟细菌3的CC含量均为70%,而细菌2的GC含量为60%,根据GC含量判断 它们之间的亲缘关系,似乎细菌1和细菌3比细菌1和细菌2更为接近,但通过DMA杂合实 验,发现DNA1与DNA2杂合时,杂合率为90%;而DNA1与DNA3杂合时,杂合率只有40%。 据此可以确定细菌1跟细菌2比细菌1跟细菌3更为近似。这样,根据DNA杂合率,能进
第二章 微生物的形态与分类 6/50 确定了碱基的数目和序列即可确定“种”。 同种生物的 DNA 碱基对的顺序和数量，在细胞中比例是稳定的，不受年龄和外界影响， 所以通过测定 DNA 的碱基比例（G+C 的百分比值），可以判断微生物种属间的亲缘关系的远 近。各类微生物的 G+C 比值变化幅度为 27~75 克分子%，表 2.2.1 列出了部分微生物的 G+C 含量。任何两种微生物的 G+C 含量相差 10%以上，这两种微生物就肯定不属于同一个种。然 而完全不相关的两种微生物，也可能有相同的或相近的 G+C 含量，因此，在分类中使用 G+C 含量这一性状时，一定要注意与其它性状相结合。 表 2.2.1 一些微生物的 G+C 含量 菌种 GC 含量（mol%） 细菌 大肠杆菌(Escherichia coli) 伤寒沙门氏杆菌(Salmonella typhi) 短乳杆菌(Lactobacillus brevis) 铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) 50~52 50~53 45.5 64~67 放线菌 灰色链霉菌(Streptomyces griseus) 丙酸放线菌(Actinomyces propionici) 星状诺卡氏菌(Nocardia asteroides) 69.5~73 66.5 64~69.5 霉菌 米曲霉(Aspergillus oryzae) 产黄青霉(Penicillum chrysogenum) 大毛霉(Mucor mucedo) 二孢蘑菇(Agaricus bisporus) 52.5 51~54.5 29.5 44 酵母菌 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 异常汉逊酵母(Hansenula anomala) 白假丝酵母(Candida albicans) 深红酵母(Rhodotorula rubra) 37~42 36~37 34~35 66~68.5 G+C 比值已在细菌和酵母的分类中应用，在指导细菌分类中特别有用。根据 G+C 含量已 查出过去曾认为是密切相关的有机体之间有着重要的差别。如芽孢杆菌属由好氧性、革兰 氏阳性、形成芽孢的细菌组成。多年来它们曾被认为是同源的类群。然而，通过 DNA 碱基 成分的检测，发现这个属中的不同成员间，在 G+C 含量上的差别很大，G+C 的百分比值从 32%到 50%。这样芽孢杆菌属可能有重新分类的必要。另外，《伯杰氏鉴定细菌学手册》 （Bergy’s Mannual of Determinative Bacteriology，1923 年来共发行九个版次)的第七 版中根据能在 37℃生长，石蕊牛奶反应和产生气味等特征，曾经将假单孢菌属产荧光、不 液化明胶的类群划分成 10 个种，后来根据它们的 DNA 中 G+C 比值都是 60~63%，又结合转导 传递测定等实验，证明它们应归并为一个种。《伯杰氏鉴定细菌学手册》第八版中，将这 10 个种归为恶臭假单孢菌（Pseudomonas putida )。但是在一些放线菌类群中，G+C 比值 的变化幅度不大，有的没有规律可循。 2）DNA 杂交试验 利用测定 GC 含量，只能确定含有不同碱基成分的微生物属于不同菌种，但是 GC 含量 相同并不等于碱基序列相同，所以碱基含量相同的微生物可能不是同一个种。要进一步判 断微生物间的亲缘关系，就必须比较不同来源 DNA 的碱基序列。 目前，比较碱基序列最简便的方法是 DNA 杂交。其原理是利用 DNA 解链和碱基配对的 专一性，将不同来源的 DNA 在体外加热解链，并在合适条件下，使互补的碱基配对结合成 双链 DNA，然后根据能生成双链的情况，测定杂合百分率。如果两条单链 DNA 的碱基序列完 全相同，则它们能生成完整的双链，即杂合率 100%；如果两条链的碱基序列只是部分相同， 则它们生成的“双链”含有部分单链，其杂合率小于 100%。因此，杂合率越高，表示两个 DNA 之间碱基序列的相似性越高，说明它们之间的亲缘关系也就越近。如两株大肠杆菌的 DNA 杂合率可高达 100%，而大肠杆菌与沙门氏杆菌的 DNA 杂合率较低，约 70%。 如图 2.2.1 所示，细菌 1 跟细菌 3 的 GC 含量均为 70%，而细菌 2 的 GC 含量为 60%，根据 GC 含量判断 它们之间的亲缘关系，似乎细菌 1 和细菌 3 比细菌 1 和细菌 2 更为接近,但通过 DNA 杂合实 验，发现 DNA1 与 DNA2 杂合时，杂合率为 90%；而 DNA1 与 DNA3 杂合时，杂合率只有 40%。 据此可以确定细菌 1 跟细菌 2 比细菌 1 跟细菌 3 更为近似。这样，根据 DNA 杂合率，能进
第二章微生物的形态与分类 一步区分GC含量相同、但并不是相同种的微生物,或GC含量虽然不同而DNA同源性却很 高的微生物。DNA杂合在建立自然分类系统中已经成为很重要的依据 5’G-C-G-C-A 5G-C-G-C-A-T-G-G-C-T3 3’C-G-CG-TAC-CG-A5 3r巴思出Bs 细菌1(70%G+C) 细菌1与细菌2 5G-C-G-A-A-T-G-G-C-T3 3C-G-C-T-T-A-C-C-G-A5 5G-C-G-C-A-T-G-G-C-T3 细菌2(60%G+C) 3G-C T-A-T-G-C-C5 5C-G-G-C-A-T-A-C-G-G3 细菌1与细菌3 3悲"AHs 细菌370%G+C) 图2.21细菌亲缘关系与GC含量及DA序列的关系 3)细胞壁成分分析 不同微生物的细胞壁,在其组成单位的物质基础或在结构方面有许多明显的特殊性。 霉菌的细胞壁主要含有几丁质:而细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。革兰氏阴性菌细胞壁 的肽聚糖含量较低,另外还有多肽、脂蛋白及脂多糖等;革兰氏阳性菌细胞壁肽聚糖的比 例则较高,另外有蛋白质、多糖、磷壁酸和磷壁质等。同时,对肽聚糖中氨基酸性质和数 量进行比较研究,也有助于革兰氏阳性菌的分类 细胞壁成分分析也已经广泛用于放线菌的分类,并作为分属的依据。如白乐杰诺卡氏 菌( Nocardia pelletieri)原来按其形态,有人认为应属诺卡氏菌属,而有人则把它列在 链霉菌属。经细胞壁成分分析,发现白乐杰诺卡氏菌中有三株菌的细胞壁不存在作为诺卡 氏菌属特征的阿拉伯糖,而含有链霉菌属特征的丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸和2,6-二氨基庚 二酸,从而证实这三株属于链霉菌属。近年来,有人对18个属的放线菌细胞壁进行了分析, 根据细胞壁的氨基酸组成,将它们分成6个细胞壁类型:同时又根据细胞壁的糖组成,分 成了4个糖类型。再结合形态特征,提出了相应的科、属的检索表。 4)红外光谱 利用红外光谱测定物质的化学结构已成为一种常规的方法,一般认为每种物质的化学 结构都具有特定的红外光谱。若二个样品红外吸收光谱完全相同,可以初步认为它们是同 种物质。所以,利用红外光谱技术测定微生物的化学成分,也能用于微生物分类。利用 红外技术,曾先后对芽孢杆菌、乳杆菌、大肠杆菌和酵母菌进行分类。如 Kuroda等人将 2,800°3,000cm,1,650°1,750cm,1,3701,550cm,9501250cm分别命名为I、Ⅱ Ⅲ、Ⅳ四个部位,把它们作为属的特征,将放线菌分成链霉菌属、放线菌属、诺卡氏菌属 和分枝杆菌属。红外技术比较适用于“属”的分类,但不适于“种”间分类。红外技术的 优点是简单快速,样品用量少。 现代微生物分类方法属于数值分类法( Numerical taxonomy),又称统计分类法 ( Taxonometrics)。是根据与林奈同代人M. Adanson(1727~1806,法国植物学家)200年前 发表的分类原理基础上借助现代的计算机技术而发展起来的。现代新阿丹松学派(New Adansonia)的代表人物 Sneath自1956年将其用于细菌分类以来,不少国家都采用此法 它与传统分类法的区别主要是:a)传统法采用的分类特征有主次之分,而数值法根据“等 重要原则”,不分主次,通过计算菌株间的总相似值来分群归类:b)传统法根据少数几个 特征,采用双岐法整理实验结果,排列出一个个分类群,而数值法采用的特征较多,一般 是50~60个,多的则达到100个特征以上,进行菌株间二二比较,数据处理量较大,需借 助于计算机才能实现。该方法的基本步骤是: a)收集50个以上,甚至几百个数据 b)按如下公式分别计算简单匹配相似系数S和 Jaccard相似系数Sy: Ssa= at d/a+b+ctd S, =a/a+btc 式中,a为两菌株均呈正反应的性状数,b为菌株甲呈正反应而菌株乙呈负反应的性状数
第二章 微生物的形态与分类 7/50 一步区分 GC 含量相同、但并不是相同种的微生物，或 GC 含量虽然不同而 DNA 同源性却很 高的微生物。DNA 杂合在建立自然分类系统中已经成为很重要的依据。 图 2.2.1 细菌亲缘关系与 G+C 含量及 DNA 序列的关系 3）细胞壁成分分析 不同微生物的细胞壁，在其组成单位的物质基础或在结构方面有许多明显的特殊性。 霉菌的细胞壁主要含有几丁质；而细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。革兰氏阴性菌细胞壁 的肽聚糖含量较低，另外还有多肽、脂蛋白及脂多糖等；革兰氏阳性菌细胞壁肽聚糖的比 例则较高，另外有蛋白质、多糖、磷壁酸和磷壁质等。同时，对肽聚糖中氨基酸性质和数 量进行比较研究，也有助于革兰氏阳性菌的分类。 细胞壁成分分析也已经广泛用于放线菌的分类，并作为分属的依据。如白乐杰诺卡氏 菌（Nocardia pelletieri）原来按其形态，有人认为应属诺卡氏菌属，而有人则把它列在 链霉菌属。经细胞壁成分分析，发现白乐杰诺卡氏菌中有三株菌的细胞壁不存在作为诺卡 氏菌属特征的阿拉伯糖，而含有链霉菌属特征的丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸和 2,6-二氨基庚 二酸，从而证实这三株属于链霉菌属。近年来，有人对 18 个属的放线菌细胞壁进行了分析， 根据细胞壁的氨基酸组成，将它们分成 6 个细胞壁类型；同时又根据细胞壁的糖组成，分 成了 4 个糖类型。再结合形态特征，提出了相应的科、属的检索表。 4）红外光谱 利用红外光谱测定物质的化学结构已成为一种常规的方法，一般认为每种物质的化学 结构都具有特定的红外光谱。若二个样品红外吸收光谱完全相同，可以初步认为它们是同 一种物质。所以，利用红外光谱技术测定微生物的化学成分，也能用于微生物分类。利用 红外技术，曾先后对芽孢杆菌、乳杆菌、大肠杆菌和酵母菌进行分类。如 Kuroda 等人将 2,800~3,000cm-1 , 1,650~1,750cm-1,, 1,370~1,550cm-1 , 950~1250cm-1 分别命名为Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ四个部位，把它们作为属的特征，将放线菌分成链霉菌属、放线菌属、诺卡氏菌属 和分枝杆菌属。红外技术比较适用于“属”的分类，但不适于“种”间分类。红外技术的 优点是简单快速，样品用量少。 现代微生物分类方法属于数值分类法（Numerical taxonomy)，又称统计分类法 （Taxonometrics）。是根据与林奈同代人 M.Adanson(1727~1806,法国植物学家）200 年前 发表的分类原理基础上借助现代的计算机技术而发展起来的。现代新阿丹松学派（New Adansonian）的代表人物 Sneath 自 1956 年将其用于细菌分类以来，不少国家都采用此法。 它与传统分类法的区别主要是：a) 传统法采用的分类特征有主次之分，而数值法根据“等 重要原则”，不分主次，通过计算菌株间的总相似值来分群归类；b) 传统法根据少数几个 特征，采用双岐法整理实验结果，排列出一个个分类群，而数值法采用的特征较多，一般 是 50~60 个，多的则达到 100 个特征以上，进行菌株间二二比较，数据处理量较大，需借 助于计算机才能实现。该方法的基本步骤是： a) 收集 50 个以上，甚至几百个数据。 b) 按如下公式分别计算简单匹配相似系数 Ssm 和 Jaccard 相似系数 SJ ： Ssm = a+ d/a+b+c+d SJ = a/a+b+c 式中，a 为两菌株均呈正反应的性状数，b 为菌株甲呈正反应而菌株乙呈负反应的性状数
第二章微生物的形态与分类 为菌株甲呈负反应而菌株乙呈正反应的性状数,d为两者均呈负反应的性状数。从公式中 可知,S值既包括正反应性状,也包括负反应性状,而S1则仅包括正反应性状,不考虑负 反应性状 c)列出相似度矩阵( similarity metrices) 大量的菌株比较时,可借助计算机,并在计算机中构成相似性矩阵。对所研究的各个 菌株都按配对方式计算出它们的相似系数后,可将所得数据填入相似度矩阵中,见图 2.2.2.(a)。为便于观察,应该将该矩阵重新安排,使相似度高的菌株列在一起,见图 2.2.2.(b)。 d)将矩阵图转换成树状谱( dendrogram) 矩阵图转换成树状谱后,为根据数值关系判断分类关系提供了更直观的材料。见图 2.2.3。图中垂直的虚线表示各菌株相似度水平,可用作属与种两个不同层次的分类单元 数值分类法具有很多优点,与传统法相比,得到结果偏向少,并且它是以分析多数特 征为基础的方法,比只以少数特征为基础的方法,所提供的分类群更稳定。同时,有些分 类群在数值法和传统法之间已显示出很好的关联度。但是也有人认为数值法这种主次不分 的分类方法不能突出主要矛盾,未必能真正地反映微生物“种”的特征。另外,现代的分 类方法还存在一些技术和方法上的问题,仍处于探索阶段。在目前条件下,应用最广泛的 仍是实用而且简单的传统分类方法。数值分类法与传统分类法的比较见表222 睡 ⅢIH 70~79三 60~69 D色画画圆 H区∴:: A BCDEFGH I J ABE IC FGJ DH 菌株 图2.2.210个菌株的相似度矩阵 茵株 图2.2310个菌株间相似关系的树状谱 2.2.2微生物的分类系统 由于技术和认识上的原因,微生物分类还处于多种分类系统共存的状态。还没有一个 分类系统能包括所有微生物。下面介绍的是为多数人所接受的一些分类系统。 2.2.2.1细菌的分类系统
第二章 微生物的形态与分类 8/50 c 为菌株甲呈负反应而菌株乙呈正反应的性状数，d 为两者均呈负反应的性状数。从公式中 可知，Ssm 值既包括正反应性状，也包括负反应性状，而 SJ 则仅包括正反应性状，不考虑负 反应性状。 c) 列出相似度矩阵（ similarity metrices) 大量的菌株比较时，可借助计算机，并在计算机中构成相似性矩阵。对所研究的各个 菌株都按配对方式计算出它们的相似系数后，可将所得数据填入相似度矩阵中，见图 2.2.2.(a)。为便于观察，应该将该矩阵重新安排，使相似度高的菌株列在 一起，见图 2.2.2.(b)。 d) 将矩阵图转换成树状谱（dendrogram） 矩阵图转换成树状谱后，为根据数值关系判断分类关系提供了更直观的材料。见图 2.2.3。图中垂直的虚线表示各菌株相似度水平，可用作属与种两个不同层次的分类单元。 数值分类法具有很多优点，与传统法相比，得到结果偏向少, 并且它是以分析多数特 征为基础的方法，比只以少数特征为基础的方法，所提供的分类群更稳定。同时，有些分 类群在数值法和传统法之间已显示出很好的关联度。但是也有人认为数值法这种主次不分 的分类方法不能突出主要矛盾，未必能真正地反映微生物“种”的特征。另外，现代的分 类方法还存在一些技术和方法上的问题，仍处于探索阶段。在目前条件下，应用最广泛的 仍是实用而且简单的传统分类方法。数值分类法与传统分类法的比较见表 2.2.2。 图 2.2.2 10 个菌株的相似度矩阵 图 2.2.3 10 个菌株间相似关系的树状谱 2.2.2 微生物的分类系统 由于技术和认识上的原因，微生物分类还处于多种分类系统共存的状态。还没有一个 分类系统能包括所有微生物。下面介绍的是为多数人所接受的一些分类系统。 2.2.2.1 细菌的分类系统
第二章微生物的形态与分类 目前有三个较全面的细菌分类系统,如美国R.S. Breed等人编写的《伯杰氏鉴定细菌 学手册》(“ Bergey' s Manual of Determinative Bacteriology”),苏联的克拉西里尼 科夫著的《细菌和放线菌的鉴定》和法国普雷沃( Prevot)编写的《细菌分类学》。其中最 有影响力的还是《伯杰氏鉴定细菌学手册》,它1923年出版第一版,1925年,1930年, 1934年,1939年,1948年,1957年,1974年每隔四年就再版一次,1984年出了第九版, 并更名为《伯杰氏系统细菌学手册》(“ Bergry's Manual of Systematic Bacteriology”) 分为四卷。《伯杰氏系统细菌学手册》还涉及到放线菌的分类。该手册的部分内容见附录1。 表2.2.2数值分类法与传统分类法的比较 传统分类法 数值分类法 分类原则 所用特征有主次之分 所用特征无主次之分 鉴定项目 大量(50到数百) 隞数据整理 十算机运算 检索方法 使用双岐检索表 根据相似系数大小 确定种属 主要特征相同者为同属,次要阳似系数小者为同属,相似系 特征相同者为同种 数大者为同种 表22.3真菌界的几种分类系统 Wittaker(1969) Ainsworth(1973) Margulis(1974) Leedale(1974) 真菌界 真菡界 真菌界 真菌界 裸菌亚界 粘菌门(4个纲)接合菌门 粘菌门 真菌门 子囊菌门 集孢粘菌门 集孢菌门 鞭毛菌亚门 半子囊菌纲 根肿菌门 网粘菌门 壶菌纲 真子囊菌纲 壶菌门 双鞭毛亚界 丝壶菌纲 腔菌纲 丝壶菌门 卵菌门 根肿菌纲 虫囊菌纲 接合菌门 真菌亚界 卵菌纲 担子菌门 子囊菌门 后鞭毛菌分支 接合菌亚门 异担子菌纲 担子菌门 壶菌门 接合菌纲 同担子菌纲 无鞭毛分支 毛菌纲 半知菌门 接合菌门 子囊菌亚门 地衣菌门 子囊菌门 半子囊菌纲 囊衣菌纲 担子菌门 不整囊菌纲 担衣菌纲 核菌纲 半衣菌纲 腔菌纲 虫囊菌纲 盘菌纲 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 2.2.2.2放线菌分类系统 放线菌的归属还存在分歧,有人将其划到细菌也有人认为是霉菌。《伯杰氏系统细菌 学手册》将放线菌作为细菌,理由是放线菌无核膜、菌丝直径小而且与杆细菌的直径相近 对溶菌酶敏感及对抗细菌的药物敏感等。 另外还有美国的瓦克斯曼( Waksman)分类系统和美国的 Lechevalier分类系统(以形态和
第二章 微生物的形态与分类 9/50 目前有三个较全面的细菌分类系统, 如美国 R.S.Breed 等人编写的《伯杰氏鉴定细菌 学手册》（“Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology”），苏联的克拉西里尼 科夫著的《细菌和放线菌的鉴定》和法国普雷沃(Prevot)编写的《细菌分类学》。其中最 有影响力的还是《伯杰氏鉴定细菌学手册》，它 1923 年出版第一版，1925 年，1930 年， 1934 年，1939 年，1948 年，1957 年，1974 年每隔四年就再版一次，1984 年 出了第九版， 并更名为《伯杰氏系统细菌学手册》（“Bergry’s Manual of Systematic Bacteriology”)， 分为四卷。《伯杰氏系统细菌学手册》还涉及到放线菌的分类。该手册的部分内容见附录 1。 表 2.2.2 数值分类法与传统分类法的比较 项目 传统分类法 数值分类法 分类原则 所用特征有主次之分 所用特征无主次之分 鉴定项目 较少 大量（50 到数百） 数据整理 人工统计 计算机运算 检索方法 使用双岐检索表 根据相似系数大小 确定种属 主要特征相同者为同属，次要 特征相同者为同种 相似系数小者为同属，相似系 数大者为同种 表 2.2.3 真菌界的几种分类系统 Wittaker(1969) Ainsworth(1973) Margulis(1974) Leedale(1974) 真菌界 裸菌亚界 粘菌门 集孢菌门 网粘菌门 双鞭毛亚界 卵菌门 真菌亚界 后鞭毛菌分支 壶菌门 无鞭毛分支 接合菌门 子囊菌门 担子菌门 真菌界 粘菌门（4 个纲） 真菌门 鞭毛菌亚门 壶菌纲 丝壶菌纲 根肿菌纲 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 腔菌纲 虫囊菌纲 盘菌纲 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 接合菌门 子囊菌门 半子囊菌纲 真子囊菌纲 腔菌纲 虫囊菌纲 担子菌门 异担子菌纲 同担子菌纲 半知菌门 地衣菌门 囊衣菌纲 担衣菌纲 半衣菌纲 真菌界 粘菌门 集孢粘菌门 根肿菌门 壶菌门 丝壶菌门 接合菌门 子囊菌门 担子菌门 2.2.2.2 放线菌分类系统 放线菌的归属还存在分歧，有人将其划到细菌也有人认为是霉菌。《伯杰氏系统细菌 学手册》将放线菌作为细菌，理由是放线菌无核膜、菌丝直径小而且与杆细菌的直径相近、 对溶菌酶敏感及对抗细菌的药物敏感等。 另外还有美国的瓦克斯曼（Waksman）分类系统和美国的 Lechevalier 分类系统（以形态和
第二章微生物的形态与分类 细胞壁成分作分类依据)对放线菌进行了分类 2.2.2.3真菌分类系统 真菌是一群形态和习性差别很大的微生物,它们有性繁殖的特点也有较大的不同,这 些特征都是真菌的分类依据。针对真菌的分类系统很多,自1729年 Michel首次对真菌进 行分类以来,有代表性的真菌分类系统不下十余种。表2.2.3列出了四种以真菌为“界 的分类系统。 Ainsworth分类系统比较全面、合理,影响也较大。该系统将真菌界分成两大门(粘菌 门和真菌门)。粘菌门分两个纲;真菌门分成五个亚门,十八个纲。其内容见附录2。 另一种真菌的分类系统—— Smith g.R.分类系统则较为简明,根据真菌的有性繁殖特 点,分成三个纲和一个类,即藻状菌纲,子囊菌纲,担子菌纲和半知菌类,见附录3。本书 基本上根据该系统进行介绍 霉菌( Molds)不是分类学名词,而是俗名。是一类在营养基质上生长形成绒毛状 蜘蛛网状和絮状的真菌的统称。根据SπithG.R.分类系统,霉菌分属于藻状菌纲、子囊菌 纲和半知菌类。藻状菌纲在真菌中最低级,除叶绿素外,其结构、繁殖方式都和绿藻相近 具有无隔的菌丝体,属于单细胞,胞内多核。子囊菌纲有时被称为高等真菌,与其它真菌 的区别是能产生子囊,单细胞或多细胞。半知菌是一类缺乏有性阶段的真菌,也可以认为 是一类尚未发现或已消失有性阶段的真菌,菌丝有隔,分生孢子的形成与子囊菌相似 酵母菌( Yeasts)也不是分类学名词。它是指以芽殖为主,大多数为单细胞的一类真 菌。根据 Smith g.R.分类系统,它分属于真菌的子囊菌纲、担子菌纲和半知菌类。1952年 罗德( Lodder)编写了“ The yeasts a Taxonomic Study”一书,这是一本较为全面的介绍 酵母菌分类学的手册,1970年出版了第二版,见附录4 2.2.3.微生物的命名法则 生物分类就是把各种生物按其亲缘关系分群归类,形成一个系统,并给每一个种冠以 个严格的名称。这就要求有一个统一的,为大家所理解的分类单位和命名法则。 2.2.3.1徹生物的分类单位 和动植物分类一样,微生物的分类单位依次为界( kindom)、门( phy llum)、纲( class)、 目( order)、科( family)、属( genus)和种( species)。在各分类单位之间有时也可增设次要 分类单位,如:亚门、亚纲、亚目,在种和属之间可加“族”。上述分类单位中以“种 概念的界定最为关键 1)种的概念 在微生物尤其在原核微生物中,关于“种”的概念,人们有不同的看法。至今还没有 个公认的、明确的“种”的定义。伯杰氏( Bergey)手册对细菌“种”定义为:典型培 养菌及所有与它密切相同的其它培养菌一起称为细菌的一个“种”。 上述定义可以通俗地理解为种是一个分类的基本单位。它是一大群表型特征高度相似、 亲缘关系极其接近、与同属内其它种有着明显差异的菌株的总称。在微生物分类学中, 个种只能用该种内的一个典型菌株( type strain)来作为具体标本,这个典型菌株就是该 种的模式种( type species)。 不管人们怎样理解“种”的概念,“种”都客观存在而且相对稳定。但是,另一方面 生物又是在不断变化的。同一生物的不同个体,由于所处的环境不同,其本身或后代会出 现一些变异。同种生物个体间的差异是形成新种的前奏,当变异达到质变程度时就形成了 新种。一定条件下,物种将保持相对稳定,这是物种存在的根据,使生物的分类有据可训, 而“变”则是物种发展的需要,但也给分类工作带来很大的困难。例如,如何鉴别种内变 化与种间变化的差异,还存在着混乱的认识,种的范围至今还难以明确。 随着微生物分类学的发展,人们越来越清楚地看到种的定义应建立在遗传物质即DNA 的基础上,把DNA同源性的大小作为划分种的依据。但是,这会对分类学的实际应用和对 历史遗产的继承带来一定的困难。 2)种以下的概念 在“种”以下有时还设立进一步细分的单元,如:变种、亚种、菌株、型等 a)变种( Variety,War.)
第二章 微生物的形态与分类 10/50 细胞壁成分作分类依据）对放线菌进行了分类。 2.2.2.3 真菌分类系统 真菌是一群形态和习性差别很大的微生物，它们有性繁殖的特点也有较大的不同，这 些特征都是真菌的分类依据。针对真菌的分类系统很多，自 1729 年 Michei 首次对真菌进 行分类以来，有代表性的真菌分类系统不下十余种。表 2.2.3 列出了四种以真菌为“界” 的分类系统。 Ainsworth 分类系统比较全面、合理，影响也较大。该系统将真菌界分成两大门（粘菌 门和真菌门）。粘菌门分两个纲；真菌门分成五个亚门，十八个纲。其内容见附录 2。 另一种真菌的分类系统——Smith G.R.分类系统则较为简明，根据真菌的有性繁殖特 点，分成三个纲和一个类，即藻状菌纲，子囊菌纲，担子菌纲和半知菌类，见附录 3。本书 基本上根据该系统进行介绍。 霉菌（Molds）不是分类学名词，而是俗名。是一类在营养基质上生长形成绒毛状、 蜘蛛网状和絮状的真菌的统称。根据 Smith G.R.分类系统，霉菌分属于藻状菌纲、子囊菌 纲和半知菌类。藻状菌纲在真菌中最低级，除叶绿素外，其结构、繁殖方式都和绿藻相近。 具有无隔的菌丝体，属于单细胞，胞内多核。子囊菌纲有时被称为高等真菌，与其它真菌 的区别是能产生子囊，单细胞或多细胞。半知菌是一类缺乏有性阶段的真菌，也可以认为 是一类尚未发现或已消失有性阶段的真菌，菌丝有隔，分生孢子的形成与子囊菌相似。 酵母菌（Yeasts）也不是分类学名词。它是指以芽殖为主，大多数为单细胞的一类真 菌。根据 Smith G.R.分类系统，它分属于真菌的子囊菌纲、担子菌纲和半知菌类。1952 年 罗德(Lodder)编写了 “The yeasts a Taxonomic Study”一书，这是一本较为全面的介绍 酵母菌分类学的手册，1970 年出版了第二版，见附录 4。 2.2.3.微生物的命名法则 生物分类就是把各种生物按其亲缘关系分群归类，形成一个系统，并给每一个种冠以 一个严格的名称。这就要求有一个统一的，为大家所理解的分类单位和命名法则。 2.2.3.1 微生物的分类单位 和动植物分类一样，微生物的分类单位依次为界（kindom）、门(phyllum）、纲（class)、 目(order)、科(family)、属(genus)和种(species)。在各分类单位之间有时也可增设次要 分类单位，如：亚门、亚纲、亚目，在种和属之间可加“族”。上述分类单位中以“种” 概念的界定最为关键。 1) 种的概念 在微生物尤其在原核微生物中，关于“种”的概念，人们有不同的看法。至今还没有 一个公认的、明确的“种”的定义。伯杰氏（Bergey）手册对细菌“种”定义为：典型培 养菌及所有与它密切相同的其它培养菌一起称为细菌的一个“种”。 上述定义可以通俗地理解为种是一个分类的基本单位。它是一大群表型特征高度相似、 亲缘关系极其接近、与同属内其它种有着明显差异的菌株的总称。在微生物分类学中，一 个种只能用该种内的一个典型菌株（type strain）来作为具体标本，这个典型菌株就是该 种的模式种（type species)。 不管人们怎样理解“种”的概念，“种”都客观存在而且相对稳定。但是，另一方面， 生物又是在不断变化的。同一生物的不同个体，由于所处的环境不同，其本身或后代会出 现一些变异。同种生物个体间的差异是形成新种的前奏，当变异达到质变程度时就形成了 新种。一定条件下，物种将保持相对稳定，这是物种存在的根据，使生物的分类有据可训， 而“变”则是物种发展的需要，但也给分类工作带来很大的困难。例如，如何鉴别种内变 化与种间变化的差异，还存在着混乱的认识，种的范围至今还难以明确。 随着微生物分类学的发展，人们越来越清楚地看到种的定义应建立在遗传物质即 DNA 的基础上，把 DNA 同源性的大小作为划分种的依据。但是，这会对分类学的实际应用和对 历史遗产的继承带来一定的困难。 2) 种以下的概念 在“种”以下有时还设立进一步细分的单元，如：变种、亚种、菌株、型等。 a) 变种(Variety，Var.)