一文看懂--如何鉴定新菌种和新菌株

新菌种或者新菌株的发现和确定在微生物领域一直是一个重要的创新点。本文将根据近年来的相关研究，介绍我们该如何判断一个菌株的新颖性。

在专利中对于微生物领域创造性的判断规则

根据这些规则，我主要总结为：只要我们发现的菌株满足（1）属于新菌种或者（2）能产生预料不到的技术效果。满足任意一条就可以申报专利。

细菌分类学的发展时间线

从1676年列文虎克发现细菌以来，微生物就一直经历不断的分类和细化。第一次革新是随着电子显微镜和计算机技术的发展催生了DNA-DNA杂交技术，使得分类从形态生理学进入分子学层面。第二次是测序技术的发展，能对于微生物基因组能够进行解码和记录，基于系统发育的角度能进入现代化分类。

细菌分类单元

结合现在的研究实际，最容易发现新颖性的细菌分类单元分别是1、属，2、种，3、株。尤其是种和株。一个原核生物的种(species)是一群具有表型特征高度相似、亲缘关系极其相近、与同属其它种有明显差异的个体的总称。菌株（strain)是不同来源的某一种细菌的纯培养物。此外，在分类中还有型(type/form)这一类别。可以根据菌株的各种不同特征进行分类。如：生物型（biovar）：具有特殊的生物化学或生理特性。

化学型（chemvar）：能产生特殊化学物质的菌株群。

培养型（cultivar）：具有特殊培养性状的菌株群。

形态型（morphovar）：具有特殊形态特征的菌株群。

致病型（pathovar）：对一种和多种寄主有致病性的菌株群。

噬菌型（phagovar）：对噬菌体有特异性反应的菌株群。

血清型（serovar）：具有特殊抗原特征的菌株群。

我们可以感受到，目前对于菌株的分类其实是参杂着一些主观和经验型的。

细菌分类方法

然后我们进一步了解细菌分类的常用方法，主要分为三个方面：形态生理生化，分子学，化学成分。

为了确定目前最常用的鉴定方法，我查阅了一些近5年的文献报告。

发现在乳杆菌中，最常见的确定流程如下。

值得注意的是，在这类细菌中，系统发育分析通常会使用16S，pheS，rpoA三种管家基因。在肠球菌中常见的确定流程如下。

在阿克曼氏菌中，开始有泛基因组的分析方法。

在其他菌中，最常见的还是16s，平均核苷酸相似度ANI和digital DNA-DNA杂交。

从这些文献中，我总结了目前新菌种最普遍的确定流程。

而如何全面的鉴定和表述这个新菌种就需要结合多项分类学。从生理生化，化学成分，分子学鉴定多方面进行表征。

在分子学层面，其具体的阈值如下：

值得注意的是，目前常常使用的16SrRNA即使是高于其种的分类阈值后，仍然无法说明这就属于一个种，比如在肠杆菌中相关的系统进化分析就是无效的。还需要进一步通过ANI和dDDH进行全基因组角度的判断。

菌株分类研究现状

对于菌株，其定义是：不同来源的某一种细菌的纯培养物。非常的模糊。通过查阅近期的文献，也发现对于新菌株的描述，分子学鉴定的主要意义是判断其物种的归属。更多的研究着力点在于其关键产物的产量和特征功能的结果。也会伴随者一些比较基因组学和泛基因组学研究其特征基因。总体上，对于新菌株的鉴定并没有特别统一的标准。

总结与展望

目前的细菌分类主要还是停留在16srRNA系统发育上，但是这个管家基因在细菌基因组上只占了很小的一部分。其不可靠性在学术届越发达成共识。随着现在全基因组技术的成本降低，全基因组测序开始成为流行，现在正在逐步抛弃16SrRNA构建的分类标准。现在IJSME已经规定新种的发表必须提供全基因组序列。将全基因组作为细菌分类基础数据已经成为必行的趋势。

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