《放线菌分类》课件.ppt

1、放线菌分类放线菌分类第一部分第一部分 总论总论2022-12-10第一节第一节 概论概论一、放线菌在微生物系统学中的地位一、放线菌在微生物系统学中的地位1919世纪前曾将放线菌归入真菌，后将其列于细菌中世纪前曾将放线菌归入真菌，后将其列于细菌中克拉西里尼科夫首先将放线菌放在植物界，原生植物门，裂殖菌纲，后有人克拉西里尼科夫首先将放线菌放在植物界，原生植物门，裂殖菌纲，后有人将其列入原生生物界。将其列入原生生物界。19681968年被归于原核生物界。年被归于原核生物界。19781978年年GibbensGibbens和和MurrayMurray建议将原核生物界分为薄壁菌门、厚壁菌门、疵壁建议将原

2、核生物界分为薄壁菌门、厚壁菌门、疵壁菌门、柔膜菌门，放线菌被包括在厚壁菌门菌门、柔膜菌门，放线菌被包括在厚壁菌门在在19891989年出版的年出版的伯杰氏系统细菌学手册伯杰氏系统细菌学手册，放线菌被划分在原核生物界、，放线菌被划分在原核生物界、厚壁菌门、分支菌纲、放线菌目厚壁菌门、分支菌纲、放线菌目2022-12-10通过对放线菌通过对放线菌16SrRNA/rDNA16SrRNA/rDNA序列分析，提出放线杆菌纲这一新的分类序列分析，提出放线杆菌纲这一新的分类等级，并将放线杆菌纲分为等级，并将放线杆菌纲分为5 5个亚纲。个亚纲。迄今，放线菌提升为放线菌门，属于原核生物界细菌域第迄今，放线菌提升

3、为放线菌门，属于原核生物界细菌域第1414门，放线门，放线菌门仅有放线菌纲，放线菌纲有菌门仅有放线菌纲，放线菌纲有5 5个亚纲：醋酸菌亚纲、红细菌亚纲、个亚纲：醋酸菌亚纲、红细菌亚纲、红蝽菌纲、球杆菌亚纲、放线菌亚纲。放线菌亚纲有放线菌目和双歧红蝽菌纲、球杆菌亚纲、放线菌亚纲。放线菌亚纲有放线菌目和双歧杆菌目。目前包括十个亚目，杆菌目。目前包括十个亚目，4040个科、个科、170170多属多属2022-12-10二、放线菌生物学的发展二、放线菌生物学的发展（一）、分子系统学（一）、分子系统学从发现放线菌至今已有从发现放线菌至今已有100100多年历史，放线菌分类学已由经典分类、多年历史，放线菌

4、分类学已由经典分类、化学分类、发展到分子分类，从而建立放线菌分子系统学化学分类、发展到分子分类，从而建立放线菌分子系统学19421942年链霉素的发现极大促进放线菌分类学研究的开展，同时，一些年链霉素的发现极大促进放线菌分类学研究的开展，同时，一些经典专著（经典专著（放线菌的属和种分类鉴定和描述放线菌的属和种分类鉴定和描述）的出版标志着放线）的出版标志着放线菌分类学的形成。菌分类学的形成。2020世纪世纪5050年代发展起来的数值分类应用在大量独立的菌株归群以至定年代发展起来的数值分类应用在大量独立的菌株归群以至定种或更高类群的分类，并取得广泛成功。种或更高类群的分类，并取得广泛成功。2022

5、-12-10CumminsCummins最早指出革兰氏阳性菌细胞壁化学组分是有用的化学分类特征。经最早指出革兰氏阳性菌细胞壁化学组分是有用的化学分类特征。经常使用的特异性化学特征包括：细胞壁化学组分、枝酸菌、脂肪酸、磷酸类常使用的特异性化学特征包括：细胞壁化学组分、枝酸菌、脂肪酸、磷酸类脂、全细胞蛋白及核糖体蛋白电泳分析。脂、全细胞蛋白及核糖体蛋白电泳分析。2020世纪世纪7070年代进入了化学分类时期。年代进入了化学分类时期。2020世纪世纪8080年代，年代，StackebradtStackebradt等根据等根据16SrRNA16SrRNA相似性、相似性、DNA-rRNADNA-rRNA

6、和和DNA-DNADNA-DNA杂杂交结果，描绘了放线菌和其他生物之间的系统发育树，这标志着放线菌分类交结果，描绘了放线菌和其他生物之间的系统发育树，这标志着放线菌分类学分子分类时期的开始。也称之为基因型分类。学分子分类时期的开始。也称之为基因型分类。目前，以分子系统学为核心，综合微生物多种不同信息（表型、基因型、系目前，以分子系统学为核心，综合微生物多种不同信息（表型、基因型、系统发育信息），来研究微生物系统进化的多相分类方法已成为研究放线菌各统发育信息），来研究微生物系统进化的多相分类方法已成为研究放线菌各级分类单位的最有效手段。级分类单位的最有效手段。2022-12-10（二）分子生态学

7、（二）分子生态学伴随着放线菌分类学的发展，放线菌生态学的研究由萌芽时期、发展伴随着放线菌分类学的发展，放线菌生态学的研究由萌芽时期、发展时期进入到分子生物学时期，产生了放线菌分子生态学。时期进入到分子生物学时期，产生了放线菌分子生态学。放线菌分子生态学的研究内容目前主要是采用分子生物学技术，研究放线菌分子生态学的研究内容目前主要是采用分子生物学技术，研究不同自然环境中放线菌的多样性、分布状况、及它们的数量动态。不同自然环境中放线菌的多样性、分布状况、及它们的数量动态。应用于放线菌分子生态学研究的方法大致分两类：全程应用于放线菌分子生态学研究的方法大致分两类：全程rRNArRNA分析法和分析法和

8、DNADNA指纹分析法指纹分析法2022-12-10（三）分子遗传学（三）分子遗传学1 1、分子遗传学发展过程、分子遗传学发展过程早在早在2020世纪世纪5050年代初期放线菌遗传学研究工作就已展开。年代初期放线菌遗传学研究工作就已展开。放线菌分子遗传学伴随着链霉菌分子遗传学的发展主要经历了体内研放线菌分子遗传学伴随着链霉菌分子遗传学的发展主要经历了体内研究、体外研究和计算机虚拟遗传学研究究、体外研究和计算机虚拟遗传学研究3 3个阶段。个阶段。2022-12-102 2、次生代谢分子调控、次生代谢分子调控近期研究认为，各种次生代谢产物充当着基因调控作用。近期研究认为，各种次生代谢产物充当着基因

9、调控作用。放线菌次生代谢的分子遗传学是目前工业微生物最为活跃的研究领域放线菌次生代谢的分子遗传学是目前工业微生物最为活跃的研究领域之一。这主要表现在以下两方面：之一。这主要表现在以下两方面：第一，理论研究上的价值第一，理论研究上的价值第二，放线菌次生代谢产物合成机制的研究受到广泛重视，越来越多第二，放线菌次生代谢产物合成机制的研究受到广泛重视，越来越多的次生代谢产物合成及调控基因被复制。的次生代谢产物合成及调控基因被复制。2022-12-10（四）生物信息学（四）生物信息学目前生物信息学用于放线菌研究的主要内容为以下几个方面目前生物信息学用于放线菌研究的主要内容为以下几个方面1 1、获取不同放

10、线菌的完整基因组、获取不同放线菌的完整基因组2 2、发现新基因和新的单核苷酸多态性、发现新基因和新的单核苷酸多态性3 3、基因组中非编码蛋白质区域的结构和功能研究、基因组中非编码蛋白质区域的结构和功能研究4 4、在基因组水平研究放线菌系统进化、在基因组水平研究放线菌系统进化5 5、放线菌次生代谢药物的设计和改造、放线菌次生代谢药物的设计和改造2022-12-10三、放线菌生物技术的发展三、放线菌生物技术的发展（一）分离培养和纯化技术（一）分离培养和纯化技术近年来，国内外科学家正在开展一种从自然生态环境中选择性分离放线近年来，国内外科学家正在开展一种从自然生态环境中选择性分离放线菌的分离技术。菌

11、的分离技术。非链霉菌或稀有放线菌作为新的生理活性物质的重要来源成为关注的热非链霉菌或稀有放线菌作为新的生理活性物质的重要来源成为关注的热点。点。Colwell Colwell 实验室在实验室在19821982年提出活的但不可培养微生物的概念，他们发现年提出活的但不可培养微生物的概念，他们发现将霍乱弧菌和大肠埃希菌（简称大肠杆菌）转到不含营养物质的盐水中，将霍乱弧菌和大肠埃希菌（简称大肠杆菌）转到不含营养物质的盐水中，经常长时间的低温保存，细菌会进入一种数量不减、有代谢活力、但在经常长时间的低温保存，细菌会进入一种数量不减、有代谢活力、但在正常试验室培养条件下不能生长产生菌落的状态，称为活的但不

12、能培养正常试验室培养条件下不能生长产生菌落的状态，称为活的但不能培养（viable but nonculturable,VBNCviable but nonculturable,VBNC）2022-12-10分子生物学研究表明，之所以绝大多数包括放线菌在内的微生物未被分子生物学研究表明，之所以绝大多数包括放线菌在内的微生物未被发现，主要原因在于收分离条件和技术的限制，因此，分离技术仍然发现，主要原因在于收分离条件和技术的限制，因此，分离技术仍然是放线菌生物学研究中的重大课题，同时也是扩大菌种来源必须要解是放线菌生物学研究中的重大课题，同时也是扩大菌种来源必须要解决的问题。决的问题。2022-1

13、2-10（二）基因工程技术（二）基因工程技术目前基因工程技术在放线菌产生抗生素方面的应用主要有以下途径目前基因工程技术在放线菌产生抗生素方面的应用主要有以下途径1 1、抗生素生物合成基因簇有关基因的克隆、抗生素生物合成基因簇有关基因的克隆2 2、利用组合生物技术产生新的抗生素、利用组合生物技术产生新的抗生素3 3、通过激活抗生素的沉默基因获得新的抗生素、通过激活抗生素的沉默基因获得新的抗生素4 4、利用基因重组技术改良抗生素的生产菌。、利用基因重组技术改良抗生素的生产菌。2022-12-10四、放线菌资源的开发与利用四、放线菌资源的开发与利用（一）放线菌生物多样性（一）放线菌生物多样性1 1、

14、陆生放线菌的多样性、陆生放线菌的多样性2 2、海洋放线菌的多样性、海洋放线菌的多样性3 3、植物内生放线菌、植物内生放线菌2022-12-10（二）放线菌物种多样性（二）放线菌物种多样性由于防线菌的生态多样性，决定了它为适应多变环境，发生遗传变异形由于防线菌的生态多样性，决定了它为适应多变环境，发生遗传变异形成的物种多样性。因此放线菌还有极其丰富多样的未知世界等待人们去成的物种多样性。因此放线菌还有极其丰富多样的未知世界等待人们去发现。发现。（三）代谢产物多样性（三）代谢产物多样性目前已发现的数万种微生物来源的生物活性物质中，约目前已发现的数万种微生物来源的生物活性物质中，约70%70%是由放

15、线菌所是由放线菌所合成的次级代谢产物。其中，以抗生素最引人注目。合成的次级代谢产物。其中，以抗生素最引人注目。商业上新放线菌商业上新放线菌=新天然产物新天然产物=商业成功商业成功2022-12-10目前世界上已报道了大约目前世界上已报道了大约8 8个科个科2424个属约个属约200200个树种具有与弗兰克氏菌个树种具有与弗兰克氏菌共生结瘤固氮的能力，我国约有共生结瘤固氮的能力，我国约有6 6科科8 8属属8888个种。个种。与弗兰克氏菌共生结瘤固氮的非豆科植物是一种重要的固氮资源。与弗兰克氏菌共生结瘤固氮的非豆科植物是一种重要的固氮资源。2022-12-10（五）活的但不能培养的放线菌资源（五

16、）活的但不能培养的放线菌资源 不能培养的放线菌资源如同可培养放线菌资源类似，主要存在形式与应不能培养的放线菌资源如同可培养放线菌资源类似，主要存在形式与应用前景有：用前景有：1 1、基因，尤其是编码功能蛋白的基因、基因，尤其是编码功能蛋白的基因2 2、代谢产物，如具有生物活性的次生代谢产物，尤其是各类先导化合物、代谢产物，如具有生物活性的次生代谢产物，尤其是各类先导化合物3 3、特殊代谢途径，如合成和分解，利用某些特殊化合物的新代谢途径，、特殊代谢途径，如合成和分解，利用某些特殊化合物的新代谢途径，用于生物降解等用于生物降解等4 4、新的代谢调控机理，如用于筛选或者构建高产或高活性菌、新的代谢

17、调控机理，如用于筛选或者构建高产或高活性菌5 5、具有不同生态功能的微生物活细胞等，如生物膜用于污水处理，污染、具有不同生态功能的微生物活细胞等，如生物膜用于污水处理，污染或破坏的微生物生态系统的修复或破坏的微生物生态系统的修复6 6、人工构建的、可用于科研与生产的细胞。、人工构建的、可用于科研与生产的细胞。2022-12-10（六）极端环境中的放线菌资源六）极端环境中的放线菌资源19931993年年 在德国召开第一界极端环境微生物生物技术会议，国际上对极在德国召开第一界极端环境微生物生物技术会议，国际上对极端环境微生物研究工作有了进一步进展端环境微生物研究工作有了进一步进展19971997年

18、创刊的年创刊的极端微生物杂志极端微生物杂志发刊词中，极端微生物成为一个新发刊词中，极端微生物成为一个新的微生物世界的微生物世界就整个极端环境微生物的研究而言，对放线菌的研究还远不如细菌。就整个极端环境微生物的研究而言，对放线菌的研究还远不如细菌。如果说我们知道的放线菌种类不到实有数的如果说我们知道的放线菌种类不到实有数的10%10%，那极端环境就不会有，那极端环境就不会有1%1%极端条件放线菌必然有特殊的生物学特征，产生特殊的产物，最值得极端条件放线菌必然有特殊的生物学特征，产生特殊的产物，最值得研究的是从他们中开发药物，特殊酶、或用于环境治理的功能菌株。研究的是从他们中开发药物，特殊酶、或用

19、于环境治理的功能菌株。2022-12-10第二节第二节 放线菌系统分类学的过去和放线菌系统分类学的过去和现在现在一、国外概况一、国外概况1 1、历史及著名研究单位、历史及著名研究单位最早描述放线菌的学者最早描述放线菌的学者CohnCohn，他自人泪腺感染病灶中分离到一株丝状病，他自人泪腺感染病灶中分离到一株丝状病原菌原菌链丝菌。而后链丝菌。而后HarzHarz建立了放线菌属。建立了放线菌属。美国新泽西农业试验站，美国新泽西农业试验站，RutgersRutgers大学微生物研究所大学微生物研究所19421942年发现链霉素。年发现链霉素。放线菌的属和种分类鉴定和描述放线菌的属和种分类鉴定和描述，

20、放线菌分类学开始形成。，放线菌分类学开始形成。整个整个7070年代是放线菌化学分类时代年代是放线菌化学分类时代构建放线菌系统发育树，进入分子分类时代构建放线菌系统发育树，进入分子分类时代2022-12-10据了解，目前放线菌分类做得最出色的是德国国家菌种保藏中心据了解，目前放线菌分类做得最出色的是德国国家菌种保藏中心（DSMZDSMZ），以），以StackebrandtStackebrandt教授为首的实验室。教授为首的实验室。另一著名实验室英国纽卡斯尔大学另一著名实验室英国纽卡斯尔大学GoodfellowGoodfellow实验室。实验室。放线菌分类的先驱单位放线菌分类的先驱单位Waksma

21、nWaksman微生物研究所。微生物研究所。韩国生命科学与生物技术研究院，仅从微生物分类而言，韩国也可算是韩国生命科学与生物技术研究院，仅从微生物分类而言，韩国也可算是一个大国。一个大国。2022-12-102 2、国外放线菌分类研究的特点：、国外放线菌分类研究的特点：（1 1）仍有新的放线菌分类单位不断被发现）仍有新的放线菌分类单位不断被发现（2 2）一些实验室把工作重点放在利用综合手段搞清已有菌种的归属）一些实验室把工作重点放在利用综合手段搞清已有菌种的归属以及各属、各种之间关系，从更高层次理清放线菌本身，放线菌与其以及各属、各种之间关系，从更高层次理清放线菌本身，放线菌与其他细菌的关系。

22、他细菌的关系。2022-12-10二、国内概况二、国内概况放线菌分类学奠基人放线菌分类学奠基人阎逊初院士。阎逊初院士。7070年代前对放线菌的研究几乎都年代前对放线菌的研究几乎都集中在中科院微生物研究所，集中在链霉菌属。集中在中科院微生物研究所，集中在链霉菌属。7070年代后开展化学分类，分类的范围也扩大到稀有放线菌。年代后开展化学分类，分类的范围也扩大到稀有放线菌。阎逊初阎逊初19921992年出版的年出版的放线菌分类和鉴定放线菌分类和鉴定集我国放线菌分类之大成，集我国放线菌分类之大成，是放线菌分类工作者的必备参考书之一。是放线菌分类工作者的必备参考书之一。20042004年，刘志恒、姜成林

23、等编著的年，刘志恒、姜成林等编著的放线菌现代生物学与生物技术放线菌现代生物学与生物技术较较全面的阐述了放线菌生物学的基本问题，对我国放线菌生物学科的建立全面的阐述了放线菌生物学的基本问题，对我国放线菌生物学科的建立奠定了基础。奠定了基础。2022-12-10三、几个值得重视的问题三、几个值得重视的问题1 1、在以、在以rRNArRNA为主的分子分类已经比较普及的今天，应按照系统学的要为主的分子分类已经比较普及的今天，应按照系统学的要求，吸取基因组学、蛋白质组学、生物信息学及其他学科最新成就，求，吸取基因组学、蛋白质组学、生物信息学及其他学科最新成就，建立完善细菌分类系统，使系统学更能反映生物进

24、化的本来面目和生建立完善细菌分类系统，使系统学更能反映生物进化的本来面目和生物之间的真实关系。物之间的真实关系。2 2、从我国学者发表论文和内容来看，发现少创新少，大多沿用或改进、从我国学者发表论文和内容来看，发现少创新少，大多沿用或改进国外分类系统和方法进行的工作。国外分类系统和方法进行的工作。3 3、现行杂交方法有较大误差，应该探索新途径。、现行杂交方法有较大误差，应该探索新途径。4 4、特定类群的快速鉴定、特定类群的快速鉴定5 5、及时扩大研究范围、及时扩大研究范围6 6、设计新的独特的分离方法分离未知菌，才能不断提供新的菌种资源。、设计新的独特的分离方法分离未知菌，才能不断提供新的菌种

25、资源。2022-12-10作业三：作业三：放线菌资源的开发与利用（任选其一简述）放线菌资源的开发与利用（任选其一简述）什么叫放线菌？为什么在分类上将其归为原核微生物？什么叫放线菌？为什么在分类上将其归为原核微生物？如何理解如何理解“放线菌是介于细菌与丝状真菌间而更接近细菌的一类微生物放线菌是介于细菌与丝状真菌间而更接近细菌的一类微生物”？预习：放线菌形态特征和培养特征（包括基内菌丝、气生菌丝、孢子丝、孢预习：放线菌形态特征和培养特征（包括基内菌丝、气生菌丝、孢子丝、孢子形态特征及培养基上菌落培养特征）子形态特征及培养基上菌落培养特征）2022-12-10放线菌(Actinobacteria)是

26、一类革兰氏阳性细菌，曾经由于其形态被认为是介于细菌和霉菌之间的物种。它们具有分支的纤维和孢子，依靠孢子繁殖，表面上和属于真核生物的真菌类似，从前被分类为“放线菌目”(Actinomycetes)。但因为放线菌没有核膜，且细胞壁由肽聚糖组成，和其它细菌一样。目前通过分子生物学方法，放线菌的地位被肯定为细菌的一个大分支。放线菌用革兰氏染色可染成紫色（阳性），和另一类革兰氏阳性菌厚壁菌门相比，放线菌的GC含量较高。2022-12-10放线菌属于(C)。A真菌 单细胞的原始生物C多细胞的细菌 D低等植物放线菌的菌丝可以分为(B)。A营养细胞和生殖细胞 B.营养菌丝和气生菌丝C营养体和孢子体 D营养菌丝

27、和孢子枝2022-12-10第三节第三节 形态特征和培养特征在形态特征和培养特征在分类中的意义分类中的意义一、放线菌的基本形态一、放线菌的基本形态1 1、基内菌丝：又称营养菌丝或者初级菌丝，深入培养基内或生长在培养基、基内菌丝：又称营养菌丝或者初级菌丝，深入培养基内或生长在培养基表面，主要功能为吸收营养物。表面，主要功能为吸收营养物。显微镜下，基内菌丝比气生菌丝细，多分枝，透明，颜色较浅。直径一般显微镜下，基内菌丝比气生菌丝细，多分枝，透明，颜色较浅。直径一般为为0.4-1.20.4-1.2微米，大多数类群不形成横隔也不断裂。少数类群（如诺卡氏菌）微米，大多数类群不形成横隔也不断裂。少数类群（

28、如诺卡氏菌）基内菌丝剧烈弯曲成树根状，生长到一定阶段形成横隔，并断裂成不同形基内菌丝剧烈弯曲成树根状，生长到一定阶段形成横隔，并断裂成不同形状的断裂小体，束丝放线菌属的基内菌丝缠扭成菌丝束。有些菌属的基内状的断裂小体，束丝放线菌属的基内菌丝缠扭成菌丝束。有些菌属的基内菌丝缠绕形成菌核。菌丝缠绕形成菌核。2022-12-10基内菌丝有白、黄、橙、红、绿、蓝、紫、褐、黑等不同颜色，有些还基内菌丝有白、黄、橙、红、绿、蓝、紫、褐、黑等不同颜色，有些还产生水溶性或者脂溶性色素。放线菌基内菌丝颜色及是否产生可溶性色产生水溶性或者脂溶性色素。放线菌基内菌丝颜色及是否产生可溶性色素是定种的重要依据。素是定种

29、的重要依据。2 2、气生菌丝：气生菌丝是基内菌丝发育到一定阶段，向空气中生长的菌、气生菌丝：气生菌丝是基内菌丝发育到一定阶段，向空气中生长的菌丝体。丝体。显微镜下，气生菌丝一般比基内菌丝颜色深，且比基内菌丝略粗。各种显微镜下，气生菌丝一般比基内菌丝颜色深，且比基内菌丝略粗。各种放线菌能否形成气生菌丝，取决于物种特性、营养条件或环境等环境。放线菌能否形成气生菌丝，取决于物种特性、营养条件或环境等环境。3 3、孢子丝：放线菌生长到一定阶段，在其气生菌丝上分化了形成孢子的、孢子丝：放线菌生长到一定阶段，在其气生菌丝上分化了形成孢子的菌丝，为孢子丝。孢子丝成熟后多以横隔分裂的方式形成孢子和孢子链。菌丝

30、，为孢子丝。孢子丝成熟后多以横隔分裂的方式形成孢子和孢子链。孢子链形状有直生，波曲、螺旋或者轮生等不同形状。螺旋圈数和疏密孢子链形状有直生，波曲、螺旋或者轮生等不同形状。螺旋圈数和疏密程度随种而异。孢子链的长短、形状、着生位置、颜色是定种的依据之程度随种而异。孢子链的长短、形状、着生位置、颜色是定种的依据之一。一。2022-12-102022-12-104 4、孢子、孢子放线菌孢子形成方式有三种放线菌孢子形成方式有三种(1)(1)基内菌丝的胞壁产生隔膜，形成孢子，基内菌丝的胞壁产生隔膜，形成孢子，如小单孢菌。如小单孢菌。(2(2）有鞘菌丝的胞壁长生隔膜而成，孢子壁是母菌丝的）有鞘菌丝的胞壁长生

31、隔膜而成，孢子壁是母菌丝的壁，如链霉菌。（壁，如链霉菌。（3 3）孢子在母菌丝内形成，又在其外形成孢子壁，母）孢子在母菌丝内形成，又在其外形成孢子壁，母菌丝破壁释放孢子，称为内生孢子，如高温放线菌。菌丝破壁释放孢子，称为内生孢子，如高温放线菌。放线菌孢子有球形、卵形、瓶形、柱形、腊肠状、或者瓜子状。表面放线菌孢子有球形、卵形、瓶形、柱形、腊肠状、或者瓜子状。表面结构有光滑、褶皱、瘤状、鳞片状、刺状、毛发状，有些孢子还有鞭结构有光滑、褶皱、瘤状、鳞片状、刺状、毛发状，有些孢子还有鞭毛，极生或者周生。毛，极生或者周生。孢子类型、形状、着生位置、排列方式、孢子多少有无鞭毛表面结构孢子类型、形状、着生

32、位置、排列方式、孢子多少有无鞭毛表面结构特征都是重要的分类依据。特征都是重要的分类依据。2022-12-102022-12-105 5、孢囊：有些生孢囊放线菌会形成典型的孢囊，孢囊着、孢囊：有些生孢囊放线菌会形成典型的孢囊，孢囊着生位置因属而异。生位置因属而异。有的孢囊生长在气丝上，有的生长在基丝上。有的孢囊生长在气丝上，有的生长在基丝上。孢囊形成大体分两种形式：孢子丝缠绕而成；孢囊梗逐渐孢囊形成大体分两种形式：孢子丝缠绕而成；孢囊梗逐渐膨大产生。膨大产生。孢囊有圆形、棒状、指状、瓶装等不同形状，外围都有囊孢囊有圆形、棒状、指状、瓶装等不同形状，外围都有囊壁，无囊壁的为假孢囊壁，无囊壁的为假孢

33、囊孢囊内原生质分化为孢囊孢子。孢囊内原生质分化为孢囊孢子。带鞭毛遇水游动，反之无。带鞭毛遇水游动，反之无。孢囊着生位置、形状、孢囊孢子有无鞭毛都是划分属的重孢囊着生位置、形状、孢囊孢子有无鞭毛都是划分属的重要依据要依据2022-12-10分生胞子鏈分生胞子鏈2022-12-10二、放线菌形态特征培养特征的稳二、放线菌形态特征培养特征的稳定性定性1 1、形态特征、形态特征放线菌的形态受基因调控，一般相当稳定，因此形态特征作为重要的放线菌的形态受基因调控，一般相当稳定，因此形态特征作为重要的分类依据。分类依据。但是一些但是一些“器官器官”的发育与形成早迟、多少甚至有无与培养条件有关，的发育与形成早

34、迟、多少甚至有无与培养条件有关，因此，进行放线菌分类必须要进行形态特征和培养特征的相关实验。因此，进行放线菌分类必须要进行形态特征和培养特征的相关实验。通常用光学显微镜观察菌丝和孢子的基本形态。用扫描电镜观察菌丝通常用光学显微镜观察菌丝和孢子的基本形态。用扫描电镜观察菌丝和孢子的表面结构。用透视电镜观察孢子鞭毛的超显微结构。和孢子的表面结构。用透视电镜观察孢子鞭毛的超显微结构。可用埋片法观察形态可用埋片法观察形态为避免细胞变形，可采用临界点干燥处理。为避免细胞变形，可采用临界点干燥处理。2022-12-102 2、培养特征：指在各种培养基上的生长征状。、培养特征：指在各种培养基上的生长征状。一

35、般以孢子、气生菌丝、基内菌丝的颜色和可溶性色素的有无、不同一般以孢子、气生菌丝、基内菌丝的颜色和可溶性色素的有无、不同培养基上的生长状况作为主要特征。培养基上的生长状况作为主要特征。一定要严格按照国际公认的实验方法进行一定要严格按照国际公认的实验方法进行2022-12-10第四节第四节 放线菌生理生化特征放线菌生理生化特征一、生理生化实验的内容一、生理生化实验的内容对温度的适应性对温度的适应性对对PHPH的适应性的适应性对渗透压的适应性对渗透压的适应性对氮源的利用能力对氮源的利用能力对碳源的利用能力及产酸对碳源的利用能力及产酸对生长因子的需要对生长因子的需要需氧性需氧性对抗生素及抑菌剂的敏感性

36、对抗生素及抑菌剂的敏感性抗菌活性抗菌活性代谢产物代谢产物酶学特征酶学特征2022-12-10二、实验方法二、实验方法工作步骤工作步骤1 1、获得该种微生物的纯培养物、获得该种微生物的纯培养物2 2、测定一些列必要的鉴定指标（不同微生物有不同鉴定指标）、测定一些列必要的鉴定指标（不同微生物有不同鉴定指标）3 3、查找权威性鉴定手册和刊物及相关网站信息、查找权威性鉴定手册和刊物及相关网站信息2022-12-10（一）（一）phph、温度和、温度和NaclNacl等耐受性实验等耐受性实验培养基：培养基：BennettBennett琼脂培养基或琼脂培养基或YIM38#YIM38#培养基培养基培养条件：

37、培养条件：2828培养培养7d7d、14d14d记录、记录、1010培养时培养时2 2、4 4周记录周记录PhPh实验用液体培养基，测试实验用液体培养基，测试PH2.0-12.0PH2.0-12.0供试菌株生长情况，供试菌株生长情况，以确定菌株生长以确定菌株生长PHPH范围及最适范围及最适PHPH温度试验用固体培养基。测试温度试验用固体培养基。测试0-750-75供试菌株生长情况，以确供试菌株生长情况，以确定菌株生长定菌株生长,温度范围及最适温度温度范围及最适温度盐耐受实验用液体培养基，测试供试菌种对盐耐受实验用液体培养基，测试供试菌种对NaclNacl及其他盐类及其他盐类耐受力。测试供试菌株

38、耐受力。测试供试菌株0-30%0-30%盐浓度生长情况，确定耐受上下盐浓度生长情况，确定耐受上下限浓度及最适浓度限浓度及最适浓度2022-12-10（二）碳源利用实验（二）碳源利用实验培养基：无碳源基础培养基培养基：无碳源基础培养基不同碳源按不同浓度加入基础培养基，设置对照不同碳源按不同浓度加入基础培养基，设置对照（三）氮源利用实验（三）氮源利用实验培养基：无氮源基础培养基培养基：无氮源基础培养基不同氮源按不同氮源按0.5%0.5%浓度加入基础培养基，设置对照浓度加入基础培养基，设置对照2022-12-10（四）、酶学特性实验（四）、酶学特性实验通常需要测定的酶学特征实验包括氧化酶、接触酶、脲

39、酶、酯酶、通常需要测定的酶学特征实验包括氧化酶、接触酶、脲酶、酯酶、明胶液化、淀粉水解、牛奶凝固与胨化、纤维素水解、硝酸盐还原明胶液化、淀粉水解、牛奶凝固与胨化、纤维素水解、硝酸盐还原等等2022-12-10氧化酶（氧化酶（OxidaseOxidase）试验）试验氧化酶亦即细胞色素氧化酶，为细胞色素呼吸酶系统的终末呼吸氧化酶亦即细胞色素氧化酶，为细胞色素呼吸酶系统的终末呼吸酶，氧化酶先使细胞色素酶，氧化酶先使细胞色素C C氧化，然后此氧化型细胞色素氧化，然后此氧化型细胞色素C C再使对苯二再使对苯二胺氧化，产生颜色反应。胺氧化，产生颜色反应。试验方法：在琼脂斜面培养物上或血琼脂平板菌落上滴加试

40、剂试验方法：在琼脂斜面培养物上或血琼脂平板菌落上滴加试剂1212滴，滴，阳性者阳性者KovacsKovacs氏试剂呈粉红色氏试剂呈粉红色 深紫色，深紫色，EwingEwing氏改进试剂呈蓝色。阴氏改进试剂呈蓝色。阴性者无颜色改变。应在数分钟内判定试验结果。性者无颜色改变。应在数分钟内判定试验结果。2022-12-10过氧化氢酶的测定过氧化氢酶的测定过氧化氢酶又称接触酶，能催化过氧化氢分解水和氧。过氧化氢酶又称接触酶，能催化过氧化氢分解水和氧。试剂：试剂：3 31010过氧化氢（过氧化氢（H2O2H2O2）菌种培养：将测试菌种接种于合适的培养基斜面上，适温培养菌种培养：将测试菌种接种于合适的培养

41、基斜面上，适温培养181824h24h。试验方法：取一干净的载波片，在上面滴试验方法：取一干净的载波片，在上面滴1 1滴滴3 31010的的H2O2 H2O2，挑取，挑取1 1环培养环培养181824h24h的菌苔，在的菌苔，在H2O2H2O2溶液中涂抹，若有气泡（氧气）出现，则为过氧化溶液中涂抹，若有气泡（氧气）出现，则为过氧化氢酶阳性，无气泡者为阴性。也可将过氧化氢溶液直接加入斜面上，观察气氢酶阳性，无气泡者为阴性。也可将过氧化氢溶液直接加入斜面上，观察气泡的产生。泡的产生。注意事项：过氧化氢酶是注意事项：过氧化氢酶是1 1种以正铁血红素作为辅基的酶，所以测试菌所生种以正铁血红素作为辅基的

42、酶，所以测试菌所生长的培养基不可含有血红素或红血球。长的培养基不可含有血红素或红血球。2022-12-10尿素酶（尿素酶（UreaseUrease）试验）试验有些细菌能产生尿素酶，将尿素分解、产生有些细菌能产生尿素酶，将尿素分解、产生2 2个分子的氨，使培养基个分子的氨，使培养基变为碱性，酚红呈粉红色。尿素酶不是诱导酶，因为不论底物尿素是否存变为碱性，酚红呈粉红色。尿素酶不是诱导酶，因为不论底物尿素是否存在，细菌均能合成此酶。其活性最适在，细菌均能合成此酶。其活性最适pHpH为为7.07.0。试验方法：挑取试验方法：挑取1824h1824h待试菌培养物大量接种于液体培养基管中，摇待试菌培养物大

43、量接种于液体培养基管中，摇均匀，加入无菌尿素，于均匀，加入无菌尿素，于363611培养培养1010，6060和和120min120min，分别观察结果。，分别观察结果。或涂布并穿刺接种于琼脂斜面，不要到达底部，留底部作变色对照。培养或涂布并穿刺接种于琼脂斜面，不要到达底部，留底部作变色对照。培养2 2，4 4和和24h24h分别观察结果，如阴性应继续培养至分别观察结果，如阴性应继续培养至4 4天，作最终判定，变为粉天，作最终判定，变为粉红色为阳性。红色为阳性。2022-12-1043明胶液化试验蛋白质和氨基酸一般作为微生物的氮源，但是当缺缺乏糖类物质时，蛋白质和氨基酸一般作为微生物的氮源，但是

44、当缺缺乏糖类物质时，它们也可作为微生物的碳源和能源。它们也可作为微生物的碳源和能源。明胶是由蛋白质经水解产生，在明胶是由蛋白质经水解产生，在2525以下可维持凝胶状态，以固体状以下可维持凝胶状态，以固体状态存在，而在态存在，而在2525以上时明胶就会液化。以上时明胶就会液化。有些微生物可产生一种称为明胶酶的胞外酶，水解这种蛋白质，而使有些微生物可产生一种称为明胶酶的胞外酶，水解这种蛋白质，而使明胶液化，甚至在明胶液化，甚至在44仍能保持液化状态仍能保持液化状态。2022-12-1044明胶液化试验3737培养培养48h48h后后,将明胶培养基轻轻放入将明胶培养基轻轻放入44冰箱冰箱30min3

45、0min，观察明胶的液，观察明胶的液化状况。化状况。2022-12-10石蕊牛奶的反应石蕊牛奶的反应牛奶中主要含有乳糖和酪蛋白，在牛奶中加入石蕊是作为酸碱指牛奶中主要含有乳糖和酪蛋白，在牛奶中加入石蕊是作为酸碱指示剂和氧化还原指示剂。石蕊在中性时呈淡紫色，酸性时呈粉红示剂和氧化还原指示剂。石蕊在中性时呈淡紫色，酸性时呈粉红色，碱性呈蓝色，还原时则自上而下地褪色变白。色，碱性呈蓝色，还原时则自上而下地褪色变白。细菌对牛奶的作用有一下几种：细菌对牛奶的作用有一下几种：产酸产酸细菌发酵乳糖产酸，使石蕊变红。细菌发酵乳糖产酸，使石蕊变红。产碱产碱细菌分解酪蛋白产生碱性物质，使石蕊变蓝。细菌分解酪蛋白产

46、生碱性物质，使石蕊变蓝。胨化胨化细菌产生蛋白酶，使酪蛋白分解，故牛奶变得比较澄清细菌产生蛋白酶，使酪蛋白分解，故牛奶变得比较澄清酸凝固酸凝固细菌发酵乳糖产酸，使石蕊变化，当酸度很高时，可细菌发酵乳糖产酸，使石蕊变化，当酸度很高时，可使牛奶凝固。使牛奶凝固。凝乳酶凝固凝乳酶凝固有些细菌能产生凝乳酶，使牛奶中的酪蛋白凝固，有些细菌能产生凝乳酶，使牛奶中的酪蛋白凝固，此时石蕊常呈蓝色或不变色。此时石蕊常呈蓝色或不变色。还原还原细菌生长旺盛，使培养基氧化还原电位降低，因此石蕊细菌生长旺盛，使培养基氧化还原电位降低，因此石蕊还原褪色。还原褪色。接种与观察结果：接种待测菌株，适温培养接种与观察结果：接种待

47、测菌株，适温培养3 3、5 5、7d7d或或14d14d，按，按上述特征观察和记录牛奶产酸、产碱、凝固或胨化等反应。上述特征观察和记录牛奶产酸、产碱、凝固或胨化等反应。2022-12-1046淀粉水解实验微生物对大分子的淀粉、蛋白质和脂肪不能直接利用，必须靠产生的胞微生物对大分子的淀粉、蛋白质和脂肪不能直接利用，必须靠产生的胞外酶将大分子物质分解成小分子物质才能被微生物吸收利用。胞外酶主外酶将大分子物质分解成小分子物质才能被微生物吸收利用。胞外酶主要是水解酶，通过加水裂解大分子物质为较小的化合物，使其能被运输要是水解酶，通过加水裂解大分子物质为较小的化合物，使其能被运输到细胞内。如淀粉酶水解淀

48、粉为小分子的糊精、双糖和单糖；脂肪酶水到细胞内。如淀粉酶水解淀粉为小分子的糊精、双糖和单糖；脂肪酶水解脂肪为甘油和脂肪酸；蛋白酶水解蛋白质为氨基酸等。这些过程可以解脂肪为甘油和脂肪酸；蛋白酶水解蛋白质为氨基酸等。这些过程可以通过观察细菌菌落周围物质的变化来证实。如可以用滴加碘液到菌落周通过观察细菌菌落周围物质的变化来证实。如可以用滴加碘液到菌落周围看是否变蓝色来检查是否产生淀粉酶。脂肪水解后产生脂肪酸会使培围看是否变蓝色来检查是否产生淀粉酶。脂肪水解后产生脂肪酸会使培养基养基pHpH下降，可以在培养基中事先加入中性红试剂，培养基会从淡红色下降，可以在培养基中事先加入中性红试剂，培养基会从淡红色

49、变为深红色。变为深红色。2022-12-104747淀粉水解实验把淀粉平板培养基分成六部分，分别按下图方式接上提供的五种菌，留一区把淀粉平板培养基分成六部分，分别按下图方式接上提供的五种菌，留一区作为对照。作为对照。图图5-1 5-1 淀粉水解实验接菌图淀粉水解实验接菌图2022-12-10纤维素分解实验 测定菌种产生纤维素酶的能力。将滤纸条一端浸测定菌种产生纤维素酶的能力。将滤纸条一端浸没在液体培养基中，灭菌后将待测菌种接种到液没在液体培养基中，灭菌后将待测菌种接种到液面以上的滤纸条上，一个月后观察滤纸条是否被面以上的滤纸条上，一个月后观察滤纸条是否被分解。分解。2022-12-10硝酸盐（

50、硝酸盐（NitrateNitrate）还原试验）还原试验有些细菌具有还原硝酸盐的能力，可将硝酸盐还原为亚硝酸盐、氨或氮气有些细菌具有还原硝酸盐的能力，可将硝酸盐还原为亚硝酸盐、氨或氮气等。亚硝酸盐的存在可用硝酸试剂检验。等。亚硝酸盐的存在可用硝酸试剂检验。试验方法：临试前将试剂的试验方法：临试前将试剂的A A（磺胺酸冰醋酸溶液）和（磺胺酸冰醋酸溶液）和B B（萘胺乙醇溶萘胺乙醇溶液）试液各液）试液各0.2ml0.2ml等量混合、取混合试剂约等量混合、取混合试剂约0.1ml0.1ml、加于液体培养物或琼脂斜面、加于液体培养物或琼脂斜面培养物表面，立即或于培养物表面，立即或于10min10min内