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第1章 原核生物系统学概论1

1.1 原核生物资源的多样性及重要性1

1.1.1 代谢类型的多样性2

1.1.2 生境的广泛性2

1.1.3 生活方式的多样性3

1.1.4 遗传多样性3

1.2 原核生物分类学和系统学的概念以及原核生物种的定义5

1.2.1 原核生物分类学和系统学5

1.2.2 原核生物“种”的概念5

1.3 原核生物分类简史7

1.4 原核生物系统学研究进展与成就10

1.4.1 Woese的成就、古菌的发现及其分类学意义10

1.4.2 “复制基因树”和“蛋白质系统学”12

1.4.3 “基因组系统学”（Phylogenomics）12

1.4.4 以全基因组为基础的氨基酸组分矢量法在原核生物系统学中的应用13

1.5 原核生物系统学与其他学科的关系14

1.6 《伯杰氏系统细菌学手册》第2版简介15

参考文献16

第2章 细菌命名法规及其在原核生物分类中的应用17

2.1 国际细菌命名法规17

2.1.1 俗名和学名17

2.1.2 早期生物命名简况17

2.1.3 命名法规的性质和意义18

2.1.4 细菌命名法规的缘起19

2.1.5 国际细菌命名法规的内容简介19

2.1.6 名称的优先权和发表21

2.1.7 名称的引用22

2.1.8 异物同名和同物异名24

2.1.9 细菌名称及其有关信息的查询26

2.1.10 汉译细菌名称27

2.1.11 公认名称与非公认名称的使用27

2.2 与细菌分类和命名有关的国际学术机构及其相关刊物28

2.3 《细菌名称的确认名录》34

2.4 细菌名称的合格化及其手续35

2.4.1 新名称和（或）新组合被国际学术界所承认的一般要求35

2.4.2 有效发表的合格化36

2.5 细菌名称的应用38

2.6 对不合法规的细菌命名的更名38

2.6.1 细菌命名的原则38

2.6.2 对细菌命名违规的处理示例39

2.7 原核生物分类中暂定名称的分类地位40

2.7.1 原核生物暂定名称的概念40

2.7.2 确立暂定名称的原核生物应注意的要点40

2.7.3 暂定名称原核生物系统学示例42

2.8 国际生物命名法规的协调与统一42

2.8.1 生物命名法规协调与统一的背景42

2.8.2 生物命名统一法规（BioCode）的设想和活动43

2.8.3 生物命名法规统一对细菌命名的影响45

参考文献45

第3章 生物信息学在原核生物分类中的作用47

3.1 生物信息学简介47

3.2 生物信息学在原核生物系统学中的作用47

3.3 原核生物信息学网站介绍49

3.3.1 中国微生物信息网络49

3.3.2 WDCM50

3.3.3 NCBI52

3.3.4 LPSN59

3.4 数据远程通信和菌种分类地位的初步判断62

3.4.1 细菌总DNA的提取63

3.4.2 16S rDNA的PCR63

3.4.3 16S rDNA序列测定64

3.4.4 与GenBank中的已知序列进行BLAST分析64

3.4.5 找出相似性最高的序列64

3.4.6 将所得序列排序、比对65

3.4.7 用建树软件构建树状图65

3.4.8 判定目的细菌的分类地位或系统发育地位65

参考文献66

第4章 菌种保藏在原核生物分类学研究中的作用68

4.1 菌种保藏概述68

4.1.1 菌种保藏的类型68

4.1.2 菌种保藏的基本要求69

4.1.3 菌种保藏的原理70

4.1.4 菌种保藏的方法71

4.1.5 影响菌种长期保藏的主要因素74

4.2 原核生物新分类单元的菌种保藏76

4.3 菌种保藏机构的作用76

4.3.1 早期菌种保藏室的创建76

4.3.2 菌种保藏机构的建立与国际化78

4.4 专利菌种保藏与分类81

4.4.1 专利菌种的概念及其作用81

4.4.2 《布达佩斯条约》82

4.4.3 我国对专利菌种保藏的要求83

4.4.4 专利微生物分类84

参考文献85

第5章 原核生物多相分类技术与应用86

5.1 多相分类理论的提出及其应用86

5.1.1 细菌多相分类学的不同信息86

5.1.2 分类学技术的应用范围87

5.1.3 各种分类信息的意义及评述87

5.1.4 多相分类学技术的应用与多相鉴定88

5.1.5 群体遗传学在分类学中的作用88

5.2 表型分类技术与意义89

5.2.1 原核生物的形态学特征与原核生物分类90

5.2.2 生理和生化方法与原核生物分类90

5.3 蛋白质分析在原核生物分类中的应用97

5.3.1 蛋白质氨基酸测序97

5.3.2 蛋白质电泳图谱分析技术97

5.4 分子生物学分类技术与意义99

5.4.1 16S rRNA序列分析的基本原理100

5.4.2 16S rRNA序列分析的技术步骤101

5.4.3 16S rRNA序列分析技术在微生物分类鉴定中的应用102

5.4.4 采用16S rRNA法进行医学微生物分离鉴定应注意的问题107

5.5 DNA碱基组成（GC含量）测定108

5.5.1 GC含量测定方法108

5.5.2 DNA GC含量测定法在细菌分类鉴定中的意义110

5.5.3 细菌DNA GC含量测定方法的前景展望110

5.6 DNA同源性分析111

5.6.1 复性和杂交的动力学111

5.6.2 复性速率法112

5.6.3 S1核酸酶分析法和羟基磷灰石法113

5.6.4 固相杂交法113

5.6.5 DNA同源性测定在细菌分类鉴定中的意义114

5.7 非可培养细菌114

5.7.1 环境中“活的非可培养”细菌的诱导因素115

5.7.2 “活的非可培养”细菌的生物学特性115

5.7.3 “活的非可培养”细菌的复苏115

5.7.4 “活的非可培养”病原菌的致病性116

5.7.5 细菌进入“活的非可培养”状态的内在机制116

5.7.6 “活的非可培养”细菌的检测116

5.7.7 对细菌“活的非可培养”状态概念的争议118

5.7.8 细菌“活的非可培养”状态的理论及实际意义118

5.8 化学分类技术与意义119

5.8.1 气相色谱技术120

5.8.2 细菌的液相色谱分析125

5.8.3 质谱分析技术128

5.9 数值分类与应用134

5.9.1 数值分类的定义、概况和特点134

5.9.2 数值分类的步骤135

5.9.3 性状的测定及数据收集136

5.9.4 数值分类的局限性142

参考文献142

第6章 原核生物的分子生态学研究144

6.1 分子探针的应用144

6.1.1 FISH技术简介145

6.1.2 原核生物核糖体RNA基因的特点146

6.1.3 荧光原位杂交技术的局限性146

6.1.4 FISH的应用147

6.1.5 技术展望147

6.2 核酸指纹图分析技术与意义148

6.2.1 遗传多态性分析技术148

6.2.2 质粒指纹图分析技术148

6.2.3 染色体DNA指纹图分析技术149

6.3 生物芯片和快速鉴定157

6.3.1 DNA芯片157

6.3.2 蛋白质芯片159

6.4 细菌自动化鉴定仪器的应用164

6.4.1 基于生化反应的微量多项试验鉴定系统164

6.4.2 基于微生物特征“指纹图”的自动化检测仪器165

6.4.3 基于免疫反应的细菌自动化鉴定系统166

6.4.4 基于分子生物学的细菌自动化鉴定系统167

6.4.5 细菌自动化鉴定仪器在原核生物分子生态学方面的应用168

参考文献168

第7章 古菌域170

7.1 古菌的定义170

7.2 古菌的发现和研究现状170

7.3 研究古菌的意义172

7.3.1 探索生命适应环境的极限172

7.3.2 探索生命的起源和早期演化过程172

7.3.3 认识生命的多样性172

7.3.4 研究真核生物遗传信息传递过程的模式和真核生物起源的途径173

7.4 泉古菌界173

7.4.1 热变型菌目174

7.4.2 硫还原球菌目174

7.4.3 硫化叶菌目175

7.5 广古菌界176

7.5.1 产甲烷古菌176

7.5.2 极端嗜盐古菌181

7.5.3 热原体古菌185

参考文献186

第8章 细菌域第Ⅰ至第Ⅸ门188

8.1 产液菌门，栖热袍菌门，热脱硫杆菌门和异常球菌——栖热菌门188

8.1.1 BⅠ——产液菌门188

8.1.2 BⅡ——栖热袍菌门191

8.1.3 BⅢ——热脱硫杆菌门195

8.1.4 BⅣ——异常球菌——栖热菌门197

8.2 金矿菌门、绿屈挠菌门和热微菌门201

8.2.1 金矿菌门201

8.2.2 第Ⅳ门——绿屈挠菌门202

8.2.3 第Ⅶ门——热微菌门205

8.3 硝化螺菌门和铁还原杆菌门207

8.3.1 第BⅧ门——硝化螺菌门207

8.3.2 BⅨ门——铁还原杆菌门210

参考文献213

第9章 细菌域第Ⅹ门——蓝细菌门216

9.1 蓝细菌门（Cyanobacteria）概述216

9.1.1 蓝细菌形态特征与细胞结构216

9.1.2 运动方式216

9.1.3 繁殖方式216

9.1.4 营养与代谢特征217

9.1.5 生态分布217

9.1.6 常用的蓝细菌培养基217

9.1.7 蓝细菌的初步鉴别217

9.2 蓝细菌的分类220

9.2.1 蓝细菌的分类系统220

9.2.2 色球蓝细菌目（第Ⅰ亚组）221

9.2.3 宽球蓝细菌目（第Ⅱ亚组）226

9.2.4 颤蓝细菌目（第Ⅲ亚组）228

9.2.5 念珠蓝细菌目（第Ⅳ亚组）232

9.2.6 真枝蓝细菌目（第Ⅴ亚组）238

参考文献240

第10章 细菌域第Ⅺ门242

10.1 绿细菌科概述242

10.1.1 绿细菌科的生物学特性242

10.1.2 绿细菌科的生理学特性242

10.1.3 绿细菌科的生态学特性244

10.2 绿细菌科的分类现状244

10.2.1 绿细菌科的分群244

10.2.2 绿细菌科的分属245

10.3 绿细菌科的系统发育特征245

10.4 绿细菌科各属特征描述247

10.4.1 绿细菌属248

10.4.2 突柄菌属248

10.4.3 暗网菌属249

10.4.4 绿臂菌属249

10.4.5 绿滑菌属250

10.5 绿硫细菌的分离、富集与保藏250

10.5.1 绿硫细菌分离培养的常用培养基250

10.5.2 绿硫细菌分离培养的常用方法251

10.5.3 绿硫细菌菌种的保藏251

10.6 绿硫细菌与其他微生物的共生及应用252

10.6.1 绿硫细菌的共生特性252

10.6.2 绿硫细菌的应用253

参考文献253

第11章 细菌域变形杆菌门256

11.1 变形杆菌门分类的复杂性256

11.2 α变形杆菌纲259

11.2.1 醋酸细菌260

11.2.2 根瘤菌目261

11.2.3 微宝盒科271

11.2.4 柄杆菌科272

11.2.5 鞘氨醇单胞菌科272

11.2.6 红杆菌科274

11.2.7 红螺菌科275

11.3 β变形杆菌纲277

11.3.1 伯克霍尔德菌属278

11.3.2 草酸杆菌科279

11.3.3 丛毛单胞菌科279

11.3.4 产碱菌属和无色杆菌属280

11.3.5 嗜氢菌属281

11.3.6 硫杆菌属282

11.3.7 奈瑟菌科282

11.3.8 自养氨氧化细菌289

11.3.9 螺菌属290

11.3.10 固氮弧菌属291

11.4 γ变形杆菌纲293

11.4.1 着色菌科与外硫红螺菌科294

11.4.2 酸硫菌属和热硫杆菌属295

11.4.3 黄单胞菌属295

11.4.4 心杆菌属296

11.4.5 硫发菌目296

11.4.6 军团菌属296

11.4.7 甲基球菌目301

11.4.8 海洋螺菌属302

11.4.9 盐单胞菌属303

11.4.10 假单胞菌科303

11.4.11 弧菌科306

11.4.12 肠杆菌科313

11.4.13 巴斯德菌科（Pasteurellaceae Pohl,1981）348

11.5 δ变形杆菌纲351

11.5.1 中温硫酸盐还原细菌353

11.5.2 蛭弧菌属355

11.5.3 黏细菌356

11.6 ε变形杆菌纲366

11.6.1 弯曲杆菌属的特征366

11.6.2 螺杆菌属的特征367

参考文献367

第12章 低GC含量革兰阳性细菌373

12.1 好氧的产芽孢细菌373

12.1.1 生物学特性373

12.1.2 芽孢杆菌属373

12.1.3 生活周期374

12.1.4 芽孢杆菌的遗传学研究377

12.1.5 生物合成和分解代谢途径中的转录调节379

12.1.6 昆虫病原芽孢杆菌380

12.1.7 人的病原芽孢杆菌381

12.2 厌氧产芽孢细菌——梭菌属及有关细菌383

12.2.1 梭菌的生境383

12.2.2 分类和系统发育学384

12.2.3 梭菌的遗传学386

12.2.4 临床上重要的梭菌386

12.2.5 其他的厌氧产芽孢细菌387

12.3 乳杆菌属和肉杆菌属388

12.3.1 乳杆菌属389

12.3.2 肉杆菌属391

12.4 链球菌属及有关菌属391

12.4.1 链球菌属391

12.4.2 肠球菌属393

12.4.3 乳球菌属394

12.4.4 明串珠菌属396

12.4.5 李斯特菌属398

12.4.6 葡萄球菌属399

12.5 厌氧的革兰阳性球菌401

12.5.1 粪球菌属401

12.5.2 消化球菌属402

12.5.3 消化链球菌属402

12.5.4 瘤胃球菌属402

12.5.5 八叠球菌属402

12.6 嗜盐厌氧菌目403

12.7 同型产乙酸细菌403

12.8 热厌氧杆菌属、热厌氧菌属及其他分类位置未定的分解糖的嗜热厌氧细菌406

12.9 支原体408

12.10 细胞壁不典型的革兰阳性细菌411

12.10.1 阳光杆菌科411

12.10.2 梳状菌属和巨胞菌属412

12.10.3 月单胞菌属412

12.10.4 丁酸弧菌、毛螺菌属和罗斯菌属413

12.10.5 韦荣菌413

12.10.6 互营单胞菌及其他互营细菌415

参考文献415

第13章 放线菌416

13.1 分子系统学416

13.1.1 放线菌亚目416

13.1.2 微球菌亚目417

13.1.3 棒状杆菌亚目419

13.1.4 小单孢菌亚目419

13.1.5 丙酸杆菌亚目420

13.1.6 链霉菌亚目421

13.1.7 链孢囊菌亚目422

13.1.8 弗兰克菌亚目424

13.1.9 假诺卡菌亚目425

13.1.10 糖霉菌亚目425

13.2 分子生态学426

13.2.1 放线菌生态学427

13.2.2 放线菌分子生态学的发展简史427

13.2.3 放线菌分子生态学研究进展429

13.3 放线菌遗传学434

13.3.1 链霉菌生活史的发现435

13.3.2 放线菌基因连锁图的建立437

13.3.3 链霉菌遗传学发展的三个阶段437

13.3.4 放线菌基因重组的发现439

13.3.5 放线菌的性别和致育因子439

13.3.6 放线菌的接合439

13.3.7 放线菌接合的机制440

13.3.8 链霉菌的基因组441

13.3.9 转座因子442

13.3.10 质粒443

13.3.11 链霉菌DNA的限制性和修饰443

13.3.12 链霉菌噬菌体遗传学444

13.4 放线菌次生代谢分子调控445

参考文献448

第14章 细菌域第ⅩⅤ至ⅩⅦ门452

14.1 浮霉状菌门453

14.1.1 浮霉状菌分类地位的演变453

14.1.2 浮霉状菌门453

14.2 衣原体门458

14.2.1 衣原体纲458

14.2.2 衣原体科462

14.2.3 副衣原体科464

14.2.4 西门坎菌科464

14.2.5 石德菌科465

14.3 “螺旋体纲”465

14.3.1 螺旋体科466

14.3.2 小蛇形菌科474

14.3.3 钩端螺旋体科475

参考文献480

第15章 细菌域第ⅩⅧ门至ⅩⅩⅢ门482

15.1 丝状杆菌纲482

15.2 酸杆菌纲483

15.2.1 酸杆菌属483

15.2.2 地丝菌属483

15.2.3 全噬菌属484

15.3 拟杆菌纲484

15.3.1 拟杆菌科484

15.3.2 理研菌科491

15.3.3 卟啉单胞菌科493

15.3.4 普雷沃菌科498

15.4 梭杆菌纲499

15.4.1 梭杆菌科499

15.4.2 待定位科（Family:Incertae sesdis）504

15.5 疣微菌纲505

15.5.1 疣微菌科505

15.5.2 奥派斯菌科506

15.5.3 长线杆菌科506

15.6 网球菌纲507

15.6.1 网球菌科507

15.6.2 “食谷菌科”（“Victivallaceae”）508

参考文献508

附录510

附录1 世界各地菌种保藏机构名录及其地址510

附录2 原核生物属以上的名称名录536

附录3 原核生物的分类大纲及其中译名548