微生物的进化系统发育分类.pptx

第一节　进化的测量指征高等动植物判断亲缘关系：形态结构、生理生化、行为习性等表型特征，少量的化石资料微生物：形体微小、结构简单、缺少有性繁殖过程，依靠表型特征无法测量其系统发育进化指征的选择:微生物的系统发育，主要是分析和比较生物大分子的结构特征，特别是蛋白质、RNA和DNA这些反映生物基因组特征的分子序列，作为判断各类微生物乃至所有生物进化关系的主要指征蛋白质、RNA和DNA序列进化变化的显著特点是进化速率相对恒定合适的指征大分子1、必须普遍存在于所研究的各个生物类群中 2、在各种生物中功能同源的大分子 3、为了鉴定大分子序列的同源位置或同源区，要求所选择的分子序列必须能严格线性排列，以便进行进一步的分析比较 4、根据所比较的各类生物之间的进化距离来选择适当的分子序列 (选择进化速率低的分子序列)rRNA作为进化的分子指征依据1、rRNA参予生物蛋白质的合成过程，其功能是任何生物都必不可少的，而且在生物进化的漫长历程中，其功能保持不变2、在16SrRNA分子中(系谱分析的分子尺，古化石)，既含有高度保守的序列区域，又有中度保守和高度变化的序列区域，因而它适用于进化距离不同的各类生物亲缘关系的研究3、16SrRNA分子量大小适中，便于序列分析.（5S\16S\23S,120个核苷酸\1540\2900）4、rRNA普遍存在于真核生物和原核生物中，且占总RNA的90%，便于提取（伍斯）。rRNA序列测定和分析方法1、寡核苷酸编目分析法-30%序列，发现古生菌 （1）16SrRNA提取--T1核酸酶水解--同位素标记--电泳分离、放射自显影技术、电泳图谱，确定寡核苷酸分子序列 相似性系数法和序列印记法比较亲缘关系相似性系数法：通过计算相似性系数SAB值来确定微生物之间的关系（SAB=2NAB/(NA+NB)序列印记法：通过序列比较后，若发现某些序列仅为某种(群)微生物所特有，这些序列即可作为该种(群)微生物的印记序列序列印记通常出现在某一特定系统发育群的全部成员或绝大多数成员。20世纪70年代末，生命分为三界的理论，就是采用寡核苷酸编目分析法对大量微生物分析比较后提出来的电泳的原理古生菌、细菌和真核生物的16S(18S)RNA的印记序列2、全序列分析法 用反转录酶和双脱氧序列分析，可以对未经纯化的rRNA抽提物进行直接的序列测定双脱氧核苷终止法测定全序列系统发育树 系统发育树----在研究生物进化和系统分类中，常用一种树状分枝的图型来概括各种(类)生物之间的亲缘关系，这种树状分枝的图型被称为系统发育树(phylogenetic tree)，简称系统树 无根树：只是简单表示生物类群之间的系统发育关系，并不反映进化途径有根树：不仅表示出A、 B、C、D的亲疏，而且反映出它们有共同的起源及进化方向全生命系统树(Olsen和Woese 1993) 基因组系列研究表明：在域内和域间存在广泛的基因水平转移，及真核生物拥有来自细菌或古生菌的基因，两域之间也有频繁的基因交换。甚至细菌也可从真核生物域获得基因。三界生物的主要特征伍斯：用寡核苷酸序列编目分析法三界(域) ：Bacteria(细菌)、Archaea(古生菌)和Eukarya(真核生物)第二节　细菌分类分类(classification)是根据一定的原则(表型特征相似性或系统发育相关性)对微生物进行分群归类，排列成系统，并对各个分类群的特征进行描述，以便查考和对未被分类的微生物进行鉴定命名(nomenclature)是根据命名法规，给每一个分类群一个专有的名称鉴定(identification或determination)则是指借助于现有的微生物分类系统，通过特征测定，确定未知的、或新发现的、或未明确分类地位的微生物所应归属分类群的过程分类单元及其等级七级分类单元界Kingdom(Regnum)门Phylum(phybum)纲Class(Classis)目Order(Ordo)科Family(Familia)属Gennus(Genus)种Species(Species)“亚”、“超”、“族”—辅助单元分类单元及其等级培养物(culture)，是指一定时间一定空间内微生物的细胞群或生长物。菌株(strain)，从自然界中分离得到的任何一种微生物的纯培养物都可以称为微生物的一个菌株；用实验方法(如通过诱变)所获得的某一菌株的变异型---新的菌株，与野生型区别。 种群(population)----是指一定空间中 同种个体的组合。 种(species)，是生物分类中基本的分类单元和分类等级，具有共同特征的亚种组成亚种(subspecies)或变种(variety)，当某一个种内的不同菌株存在少数明显而稳定的变异特征或遗传性状而又不足以区分成新种时，将这些菌株细分成两个或更多的小的分类单元--