中华杆菌科和中华单胞菌属多相分类学研究

摘要

从安徽合肥地区森林土壤中分离到两株细胞和菌落形态以及保守性16S rRNA基因与它们相邻菌株具有巨大差别的新菌株，分别命名为CW-KD 4T和CW-108T。通过对菌株CW-KD 4T和CW-108T的形态学、细胞化学、生理生化和16S rRNA基因等多相分类学指标分析，最终确定新分离的两个菌株的分类学地位分别为γ变形菌亚纲内的一个新科和放线菌纲微球菌科的一个新属，并分别命名为中华杆菌科和中华单胞菌属。 CW-KD 4T革兰氏染色反应呈阴性，菌体长杆状(0.3-0.4 × 2.4-2.6 μm)，无鞭毛和茸毛；生长缓慢，培养4到5天后，菌落颜色为浅黄色，圆形并向上凸起，边缘光滑，直径0.5-0.8 mm，并且相互粘连，单菌落较难分开，细胞内具有非扩散性黄色素。不产生孢子，好氧，化能异养型；能较好的生长于TYB、LB等复合培养基，很难或不能生长于营养琼脂和麦康凯琼脂等单一培养基。菌株生长的温度范围是10-35℃，最适生长温度是25-30℃。CW-KD 4T能较好的利用N-乙酰葡萄糖胺、D-纤维二糖、D-葡萄糖、葡萄糖酸盐、D-核糖、D-糖和淀粉为唯一碳源生长；并能够利用纤维二糖、L-鼠李糖、D-核糖和蔗糖发酵产酸。氧化酶反应阳性，尿酶反应弱阳性；其它酶活性，如过氧化氢酶、β-半乳糖苷酶，苯鸟氨酸脱羧酶、赖氨酸脱羧酶，DNA酶等均为阴性。不能还原硝酸盐和亚硝酸盐；不能够水解白明胶、酪氨酸和吐温80。不产H2S，甲基红、VP和吲哚反应均为阴性。能生长于0-2％ NaCl盐浓度范围内，无NaCl和其它盐离子依赖性。CW-KD 4T主要脂肪酸为C16：0、C18：1()7c和复合脂肪酸III；呼吸链醌种类为Q-8；G+C摩尔百分含量为65.1％。16S rDNA序列同源性分析表明，CW-KD 4T与其最相邻的两个属(嗜烃菌属和涅瓦河菌属)序列同源性差别均超过10％，且具有完全不同的科级特征性核苷酸。通过以上多相分析结果，最终确定CW-KD 4T分类地位为γ变形菌亚纲内的一个新科，命名为中华杆菌科并将菌株CW-KD 4T命名为黄色中华杆菌。 CW-108T革兰氏染色反应呈阳性，菌体弯杆状(0.5-0.9×1.7-4.5 μm)，无鞭毛和菌毛；生长较快，培养2天后，菌落颜色为浅黄色，圆形并向上凸起，边缘光滑，直径0.8-0.1 mm，并且相互粘连，单菌落较难分开，菌体钿胞产生非扩散性黄色素。不产生孢子，好氧，化能异养型。能较好的生长于TYB、LB、GYC和MYP等复合培养基，很难或不能生长于营养琼脂和麦康凯琼脂等单一培养基，菌株生长的温度范围是15-42℃，最适生长温度为37℃左右。CW-108T能较好的利用七叶树素、D-纤维二糖、赤藻糖醇、D-果糖、D-葡萄糖、D-乳糖、丙三醇、纤维醇、2-酮基-葡萄糖酸盐、D-麦芽糖、D-甘露糖、甘露醇、D-松三糖、β-甲基-D-木糖苷、D-核糖、山梨醇，D-蔗糖和D-松二糖为唯一碳源生长并且发酵产酸。脂肪酶、β-半乳糖苷酶和尿酶反应呈阳性，过氧化氢酶弱阳性；其它酶活性，如氧化酶、鸟氨酸脱羧酶、赖氨酸脱羧酶和精氨酸双水解酶等均为阴性。能还原硝酸盐但不能还原亚硝酸盐；能水解吐温80，不能够水解白明胶、酪氨酸和淀粉。不产H2S和吲哚，VP啦为阳性。能生长于0-3％NaCl盐浓度范围内，无NaCl和其它盐离子依赖性。CW-108T主要脂肪酸为1-C15：0、AI-C15：0和AI-C17：0等支链脂肪酸；呼吸链醌种类为MK-9(H2)和MK-8(H2)；细胞壁糖成分为半乳糖(Gal)、甘露糖(Man)和核糖(Rib)；细胞壁肽聚糖氨基酸组成为赖氨酸、丙氨酸，谷氨酸和甘氨酸(Lys：Ala：Glu：Gly=1：3.5：1：0.2)，细胞壁类型为A3α；细胞膜磷脂为DPG、PG、PI和PME。G+C摩尔百分含量为71.1％。16S rDNA序列同源性分析表明：CW-108T和模式菌株黑蓝节杆菌DSM 20127T相似性为99.4％，这两个菌株-起独立分支于系统发育树的下部；这两个菌株与它们最相邻的两个属(柠檬球菌属和微球菌属)序列同源性差别为5％左右，与微球菌科内所有其它有效发表菌属差别均大于5％。虽然CW-108T和DSM 2012T大部分特征性核苷酸和微球菌科的特征核苷酸一致，但有七个位点差别。CW-108T和模式菌株黑蓝节杆菌DSM20127T的基因组杂交相似性为52％，此结果表明这两株菌为同一属内的两个不同的菌种。通过以上多相分析结果，最终确定以CW-108T和DSM 20127T为代表的独立分支的分类地位为微球菌科的一个新属，并命名为中华单胞菌属，将菌株CW-108T命名为黄色中华单胞菌，将菌株DSM 20127T从节杆菌属里划出归为中华单胞菌属命名为黑蓝中华单胞菌。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号和缩略词

声明

第一章γ变形菌亚纲黄单胞菌目系统分类学研究进展

一、细菌分类学研究概况

1.表型分类法

2.数值分类法

3.遗传学分类法

4.多相分类的意义及应用

二、黄单胞菌目分类学地位及其家族的成员

三、黄单胞目成员的一般分类学特征

1.形态特征

2.生理生化特征

3.化学组分特征

4.分子遗传学特征

参考文献

第二章微球菌亚目球菌科系统分类学研究进展

一、微球菌科分类学地位及其家族的成员

二、微球菌科细菌的一般鉴定特征

1.形态特征

2.生理生化特征

3.化学组分特征

4.分子遗传学特征

参考文献

第三章中华杆菌的分离、鉴定及中华杆菌科的建立

一、材料和方法

1.供试菌株和培养基

2.形态观察

3.生理生化性状和碳源利用分析

4.其他生理生化性状的测定

5.G+C mol％含量测定

6.脂肪酸及异戊二烯醌分析

7.16S rDNA序列测定及系统发生分析

8.保守基因16S rDNA序列特征性核苷酸分析

二、结果与分析

1.革兰氏染色、菌落形态、菌体形态观察

2.生理生化性状和碳源利用分析

3.其他生理生化性状的测定

4.脂肪酸及异戊二烯醌分析结果

5.G+C mol％含量测定结果

6.16S rDNA序列测定及系统发育关系分析结果

7.中华杆菌新科16S rRNA基因序列标记性核苷酸的分析结果

三、讨论及新分类单元描述

参考文献

第四章中华单胞菌的分离、鉴定及中华单胞菌新属的建立

一、材料和方法

1.供试菌株和培养基

2.形态观察

3.生理生化性状和碳源利用分析

4.其他生理生化性状的测定

5好养、压氧和发酵生长特性检测

6.G+C mol％含量测定

7.基因组DNA-DNA杂交

8.16S rDNA序列测定及系统发育分析

9.细胞化学类型分析

10.保守基因16S rDNA序列特征性核苷酸分析

二、结果与分析

1.革兰氏染色、菌落形态、菌体形态观察

2.生理生化性状和碳源利用分析

3.好养、厌氧和发酵生长特性

4.其他生理生化性状的测定

5.脂肪酸及异戊二烯醌分析结果

6.G+C mol％含量和基因组DNA-DNA杂交测定结果

7.16S rDNA序列测定及系统发育关系分析结果

8.中单胞菌新属细胞化学类型分析结果

9.中单胞菌新属16S rRNA基因序列标记性核苷酸的分析结果

三、讨论及新分类单元描述

参考文献

创新之处

附录

致谢

攻读博士学位期间发表和录用的论文

攻读博士学位期间获奖情况