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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 WDCM 50

3.3.3 NCBI 52

3.3.4 LPSN 59

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PCR 63

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