细菌,古菌分类方法.docx

《细菌,古菌分类方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细菌,古菌分类方法.docx（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、细菌，古菌分离鉴定方法张冉 2017.03一.古菌及古菌分类进程:以表型为基础 数学分类系统一，化学分类系统 古菌被认为是原 核生物的独立群体一 多相分类法（表形、化学特征、基因型、系统发育信息）一 暂定非培微生物（provisional status Candidatus）.细菌、古菌分类历史时间分类依据19世纪末表形，生长条件，致病力1900-1960表型，生理学，生物化学1960-1980化学分类学，数学分类学,DNA杂交1980-至今基因型分析，多位点序列分析，平均核甘酸相似度，全基因组测序分析三.细菌、古菌鉴定方法r方法1F依据1优点 缺点1 备注 1基于表型分析的数学分类系统增加实

2、验次 数，计算种属 之间表型相似 度系数对分类相关性 进行了量化测 量不能反映系统 发育关系化学分类学DNA碱基组 成，醍类型， 细胞壁化学组 成，肽聚糖对分类鉴定十 分有用不能建立系统 发育关系1970-1980年间通过偏 微商和rRNA小亚基基 因序列分析，能够鉴定 系统发育关系理论基础模型（以生态为基础的方法，集合 种群概念）类比动植物分 类学方法生态位和菌株 具有一对多和 多对一现象，仍 不清楚生态位 是否是生态群理论基础模型需要考虑 到物理，化学和物种形 成的边界限制操作模型基因型方 法基于数 据分析基因相 关性，DNA杂 交，比较 同源大 分子序 列可以反映亲 缘关系相对于动植物而

3、 言，不可能从化 石记录和个体形 态发育来比较通过经验累计，已经有 了一套关于表型和系统 发育相似性的鉴定标 准。例如，DNA杂交显 示，有大于百分之70的 相似性，培育温度相差 小于5C,则认为它们是 一个种。表型方 法形态，生 理，化学 分类对于常规检 定有用对于亲缘关系， 只能提供有限信 息基因型分类16S,23S rRNA是稳定的标记， 较少收到横向基因转移的影 响。并且普遍存在，功能不变， 保守同源。对不可培微 生物有广泛 用途由于过分保守 性，不适用于种 间区分。不适用 门水平上的鉴 定。当16S rRNA相似度小于 98.7%,则认为是不同的 种(对应的DDH小于 70%)。然而

4、，当相似 度大于98.7%时，也不 一定是同一种。对于种内的划分，DDH 是参考标准，并不是黄 金定律。多相分类法表型，化学方法，基因型，系 统分类信息在细菌分类 中，有重要 的作用不能处理未知的 大量微生物用16S rRNA确定发育地 位，判断是否要做DDH。基因型分类法平均核甘 酸相似度 (ANI)通过比 较基因 组来分 类基于两 两基因 组之间 所有同 源蛋白 质1编码 序歹U比 较的一 平均值ANI或替代 操作复杂的 DDHANI 值与 16S rRNA, DDH 结果相对应。95%ANI 值对应70%DDH相似 性。当ANI值大与95% 时，对应16S rRNA比对 结果至少大于98

5、.5%。多位点序 列分析 (MLSA)比较多 个看家 基因看家基因提 供了有效的 不受重组影 响的核甘酸 位点没有系统的方法 筛选特征位点， 设计扩增引物最好的方法是找到这一 系列菌株中至少12个基 因序列，重建系统发育 树。暂定非培微生物原位探测已知真实性或已知发 育相关性的细菌对不可培微 生物进行分仍有一些微生物 不可测得Candidatus概念用于不可培微生物方法依据优点缺点备注注：1.同源蛋白：指进化上相关的蛋白质。即不同物种中具有相同或相似功能的蛋白质或具有明显序列同 源性的蛋白质。同源基因：两个相比较的序列之间的匹配程度。一般来说，如果两条基因序列相似性达80% ,就可 以把它们称

6、为“同源基因（homologous gene）。为了便于研究，Fitch又把同源基因分为直向同源基因（从祖 先继承下来的基因）、横向同源基因（基因重复而产生的同源基因）和异源同源基因（基因在不同物种之 间横向转移）。附.论文中出现的表格表2. 16S rRNA基因序列分析的优缺点优点16S rRNA具有作为标记分子的所有特性（普遍存在, 功能不变，保守，同源）rRNA是稳定的标记，很少受到基因转移的影响基因型的分析与与rRNA结果一致由于参与转录翻译的大部分信息的保守性，其与系 统发育数的分支有良好的一致性方便了不可培细菌的鉴定缺点由于基因过分保守，在种水平的坚定上不可靠很难鉴定门级别上的进化

7、关系存在多个16s rRNA （大多数情况下有2%的序列发散范 围，但有时会更高）表3. DNA杂交的优缺点缺点缺点优点现今，对于种的分类而言，是参照标准若菌株的DDH值大于70%,在标准条件下培育温度 小于5,则属于同一种。若菌株的DDH值小于70%,则需要做16SrRNA序列 比对。若其数值等于或小于98.7%,可被认为是新 种。只是对于基因关系一个粗略的测量只能区分相近的种和亚种（大于90%的相似性）方法分冗长，费时，数据库不先进不适用于非培微生物表4,多位点序列分析(MLSA)优缺点优点多基因提供更多核甘酸位点信息，缓冲区减少了基 因座重组的扭曲作用看家基因是必须基因，且进化速度相对较

8、慢，但比 rRNA基因的进化速度快相对于rRNA,可更精确的分类可与rRNA数据结合分析与经典的种的定义，有很好的相关性方法适用于自动化和大型数据库的开发建设缺点仍不清楚如何选取一套合适的基因。对于不 同的分类而言，一套是不够的。如何设计能够在所有菌株中扩增基因引物， 是很困难或是说不可能的。即使是772个基因序列,对于全基因组而言, 仍是很小的一部分。不可用于非培细菌集群可能包含不同的菌株表5.非培微生物的特征描述特征举例系统发育信息序列比较分析，如16SrRNA,宏基因组数据形态学，革兰氏染色，特异性识别球菌，杆菌，丝状，革兰氏染色，基因组数据，生境或来源自由生活，共生，生理学，代谢电子受体，电子供体生长温度嗜冷，嗜热