细菌分类与分类学

细菌分类与分类学是命名细菌并将其排列成反映其相互关系的层级系统的学科。现代细菌系统学是多相的（polyphasic）和系统发育的（phylogenetic）：它结合了表型、化学分类学和基因组证据，其中核糖体RNA和全基因组序列比较构成了自然分类的骨干。

Definition

细菌分类学是对细菌进行系统分类、命名和鉴定，根据表型、化学分类学和基因组相似性以及进化关系将生物体分组到有等级的分类单元中。

Scope

本主题涵盖了细菌分类单元的定义和命名原则，从基于表型到基于分子和基因组分类的转变，用于界定物种的标准，以及标准分类等级（域、门、纲、目、科、属、种）。它是一个关于细菌如何被排序的参考概述，而非分类单元的目录。

Core questions

• 细菌分类单元是基于哪些证据定义和命名的？
• 细菌物种是如何界定的，其基因组阈值是什么？
• 分子系统发育如何改变了细菌的分类？

Key concepts

• 域、门、纲、目、科、属、种
• 多相分类学
• 16S核糖体RNA系统发育
• DNA-DNA杂交
• 平均核苷酸一致性（ANI）
• 基于基因组的物种界定
• 模式菌株和命名法

Key theories

三域系统发育分类

核糖体RNA序列比较将细胞生命分为细菌域（Bacteria）、古菌域（Archaea）和真核域（Eucarya），并确立了分子系统发育作为细菌自然分类的基础。

多相分类学

细菌分类单元是通过整合多种独立的证据（表型、化学分类学和基因组）来界定的，而不是仅仅依靠任何单一特征。

Mechanisms

分类将细菌从域到种进行分级，鉴定则将未知分离株置于该层级中。早期分类依赖于表型、生理学和化学分类学。小亚基（16S）核糖体RNA序列的比较随后提供了稳定的分子系统发育，并重组了高级分类单元。物种界定，历史上基于DNA-DNA杂交和多相特征组合，已趋向于基于基因组的度量，如平均核苷酸一致性（average nucleotide identity），全基因组数据现在支撑着大型标准化分类学。命名遵循正式的命名规则，每个物种都以指定的模式菌株（type strain）为基础。

Clinical relevance

分类学提供了诊断实验室用于报告细菌分离株的名称和分组，并将生物体与其所属类群的已知信息联系起来，而基于基因组的方法越来越多地为临床相关物种的定义和鉴定提供了依据。本条目描述了分类原则作为参考资料，并非个体诊断或治疗决策的基础。

Evidence & guidelines

细菌命名遵循国际商定的规则和系统学委员会报告，而系统发育骨干和物种标准则基于核糖体RNA和全基因组比较的原始文献；目前，经过整理的数据库发布了标准化的基于基因组的分类学。

History

细菌分类始于表型、形态、染色和生理学，并被编纂在系统学手册的连续版本中。20世纪70年代的分子系统发育和1990年的三域假说将其基础转向序列比较，基因组时代已将物种界定从DNA-DNA杂交转向全基因组度量和标准化的、基于基因组的分类学。

Debates

细菌物种应如何定义？

操作性物种概念已从DNA-DNA杂交和多相表型标准转向基于基因组的阈值，如平均核苷酸一致性，而表型应保留多少权重仍存在争议。

Key figures

• Carl Woese
• Peter Vandamme
• Donovan Parks
• Philip Hugenholtz

Seminal works

• woese-1990
• wayne-1987
• goris-2007
• parks-2020

Frequently asked questions

多相分类学是什么意思？

它意味着细菌分类单元是通过整合几种独立的证据（表型、化学分类学和基因组）来定义的，而不是仅仅依赖任何单一特征。

如今细菌物种是如何定义的？

物种界定已从DNA-DNA杂交转向基于基因组的度量，如平均核苷酸一致性，全基因组比较现在是定义和鉴定物种的核心。