第一节 微生物的分类

为认识种类繁多的微生物，了解它们之间的亲缘关系，并为微生物资源的开发、利用、控制和改造提供理论依据，必须掌握有关微生物分类的知识。

一、微生物的分类单位与命名

生物最基本的分类单位是种（species）、其上是属（genus）、科（family）、目（order）、纲（class）和门（phyllum）等。门、纲、目、科、属名的字首字母要大写，除属名外不印成斜体字。属、种名印刷用斜体字或底下划线。如酿酒酵母在分类系统中的归属情况为

门：真菌门 Eumycophyta

纲：子囊菌纲 Ascomycetes

亚纲：原子囊菌亚纲 Protoascomycetes

目：内孢霉目 Endomycetales

科：内孢霉科 Endomycetaceae

亚科：酵母亚科 Sacchromycetoideae

属：酵母属 Sacchromyces

种：酿酒酵母 S．cerevisiae Hansen

微生物的命名，与其他生物一样，采用国际上通用的双名法，学名通常由一个属名加一个种的加词构成。出现在分类学文献中的学名，往往还加上首次定名人（外加括号）、现名定名人和现名定名年份，但在一般使用时，这几个部分总是省略的。即

例如，由Ehrenberg于1838年定名为Vibrio subtilis（枯草弧菌）的细菌，到1872年，Cohn发现弧状不是该菌的特征，它的特征是杆状具芽孢，故将它转到芽孢杆菌属，称为枯草芽孢杆菌（简称枯草杆菌），其学名为 Bacillus ubtilis（Ehrenberg）Cohn 1872。再如，可使许多科的植物生肿瘤的土壤杆菌属细菌称为根癌土壤杆菌，学名为 Agrobacterium tume-faciens（Smith＆Townsend）Conn 1942；寄居于温血动物肠道下部的埃希氏菌属细菌称为大肠埃希氏菌（简称大肠杆菌），其学名为 Escherichia coli（Migula）Castellani＆ Chalmers1919；葡萄球菌属呈金黄色的称为金黄色葡萄球菌，学名为 Staphylococcus aureus Rosenbach1884；呈铜绿色的假单胞菌称为铜绿假单胞菌（即绿脓杆菌）学名为 Pseudomonas aerugi－nosa（Schroeter）Migula 1920。

有时，从自然界分离到的某一微生物纯种，与典型种的特征不完全符合，而不相符的这一特性又是稳定的，则将这种微生物称为典型种的变种（variety，简称var．）。在实验室里获得的变异型则称为亚种（subspecies，简称subsp．）。

变种或亚种的学名按“三名法”构成，即

例如，有一种芽孢杆菌，能产生黑色素，其余特征与典型的枯草杆菌完全符合，该菌学名为 Bacillus substilis var．niger（枯草芽孢杆菌黑色变种）。

同种不同来源的微生物纯培养，称为菌株（strain）。菌株的名称都放在学名（即属名和种的加词）的后面，可用字母、符号、编号等自行决定。例如 B．SubtiliS AS 1．398和B．subtilis BF 7．658是枯草杆菌的两个菌株，前者可生产蛋白酶，后者可生产α-淀粉酶。

二、微生物的分类依据

（一）形态特征

1．个体形态 镜检细胞形状、大小、排列，革兰氏染色反应，运动性，鞭毛位置、数目，芽孢有无、形状和部位，荚膜，细胞内含物；放线菌和真菌的菌丝结构，孢子丝、孢子囊或孢子穗的形状和结构，孢子的形状、大小、颜色及表面特征等。

2．培养特征

（1）在固体培养基平板上的菌落（colony）和斜面上的菌苔（lawn）性状（形状、光泽、透明度、颜色、质地等）；

（2）在半固体培养基中穿刺接种培养的生长情况；

（3）在液体培养基中混浊程度，液面有无菌膜、菌环，管底有无絮状沉淀，培养液颜色等。

（二）生理生化特征

1．能量代谢 利用光能还是化学能；

2．对O2的要求 专性好氧、微需氧、兼性厌氧及专性厌氧等；

3．营养和代谢特性 所需碳源、氮源的种类，有无特殊营养需要，存在的酶的种类等。

（三）生态习性

生长温度，酸碱度，嗜盐性，致病性，寄生、共生关系等。

（四）血清学反应

用已知菌种、型或菌株制成抗血清，然后根据它们与待鉴定微生物是否发生特异性的血清学反应，来确定未知菌种、型或菌株。

（五）噬菌反应

噬菌体的寄生有专一性，在有敏感菌的平板上产生噬菌斑，噬菌斑的形状和大小可作为鉴定的依据；在液体培养基中，噬菌体的侵染使培养液由混浊变为澄清。噬菌体寄生的专化性有差别，寄生范围广的谓多价噬菌体，能侵染同一属的多种细菌；单价噬菌体只侵染同一种的细菌；极端专化的噬菌体甚至只对同一种菌的某一菌株有侵染力，故可寻找适当专化的噬菌体作为鉴定各种细菌的生物试剂。

（六）细胞壁成分

革兰氏阳性细菌细胞壁含肽聚糖多，脂类少。革兰阴性细菌与之相反。链霉菌属（Streptomyces）的细胞壁含丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸和2，6-二氨基庚二酸，而含有阿拉伯糖是诺卡氏菌属（Nocardia）的特征。霉菌细胞壁则主要含几丁质。

（七）红外吸收光谱

利用红外吸收光谱技术测定微生物细胞的化学成分，了解微生物的化学性质，作为分类依据之一。

（八）GC含量

生物遗传的物质基础是核酸，核酸组成上的异同反映生物之间的亲缘关系。就一种生物的DNA来说，它的碱基排列顺序是固定的。测定四种碱基中鸟嘌吟（G）和胞密啶（C）所占的摩尔百分比，就可了解各种微生物DNA分子同源性程度。亲缘关系接近的微生物，它们的G＋C摩尔百分比含量相同或近似。但是，G＋C含量相同或近似的两种微生物，不一定紧密相关，因为它们的DNA中的四个碱基的排列顺序不一定相同。

（九）DNA杂合率

要判断微生物之间的亲缘关系，须比较它们的DNA的碱基顺序，最常用的方法是DNA杂合法。其基本原理是DNA解链的可逆性和碱基配对的专一性。提取DNA并使之解链，再使互补的碱基重新配对结合成双链。根据能生成双链的情况，可测知杂合率。杂合率越高，表示两个DNA之间碱基顺序的相似性越高，它们间的亲缘关系也就越近。

（十）核糖体核糖核酸（rRNA）相关度

在DNA相关度低的菌株之间，rRNA同源性能显示它们的亲缘关系。rRNA－DNA分子杂交试验可测定rRNA的相关度，揭示rRNA的同源性。

（十一）rRNA的碱基顺序

RNA的碱基顺序是由DNA转录来的，故完全具有相对应的关系。提取并分离细菌内32P标记的16SrRNA，以核糖核酸酶消化，可获得各种寡核苷酸，测定这些寡核苷酸上的碱基顺序，可作为细菌分类学的一种标记。

（十二）核糖体蛋白的组成分析

分离被测细菌的30S和50S核糖体蛋白亚单位，比较其中所含核糖体蛋白的种类及其含量，可将被鉴定的菌株分为若干类群，并绘制系统发生图。

（十三）其他

如脂类分析、核磁共振（NMR）谱、细胞色素类型以及辅酶Q的种类（所含异戊间二烯侧链的长度）等。

三、微生物的分类系统

这里仅简述原核微生物和真核微生物的分纲体系。

（一）原核生物界（Procaryotae）

1．光能营养原核生物门

Ⅰ蓝绿光合细菌纲（蓝细菌类）

Ⅱ红色光合细菌纲

Ⅲ绿色光合细菌纲

2．化能营养原核生物门

Ⅰ细菌纲

Ⅱ立克次氏体纲

Ⅲ柔膜体纲

Ⅳ古细菌纲

（二）真核微生物（Eucaryotic microbes）

真核微生物主要包括各类真菌，还有粘菌等。

真菌划分各级分类单位的基本原则是以形态特征为主，生理生化、细胞化学和生态等特征为辅。丝状真菌主要根据其孢子产生的方法和孢子本身的特征，以及培养特征来划分各级的分类单位。一些病原真菌的鉴定，寄主和症状也可作为参考依据。真菌可分以下四纲：

Ⅰ藻状菌纲 菌丝体无分隔，含多个核。有性繁殖形成卵孢子或接合孢子。

Ⅱ子囊菌纲 菌丝体有分隔，有性阶段形成子囊孢子。

Ⅲ担子菌纲 菌丝体有分隔，有性阶段形成担孢子。

Ⅳ半知菌纲 包括一切只发现无性世代而未发现有性阶段的真菌。

粘菌也可分为四纲，