Microbial Diversity and Ecology

Microbial Evolution

LS2026 Microbiology 微生物學陳俊堯 老師生命科學系 D928cychen@mail.tcu.edu.tw

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最早出現的生物應該是下列哪一類生物 ? Chemoheterotro

ph Chemolithotroph Photoheterotroph Photolithotroph

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生物演化為細菌 , 古菌, 真核三個界 根據 DNA 相似程度區

分 Prokaryotes

Archaea 古菌界 Bacteria 細菌界

Eucarya 真核界

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細菌與古菌共生成為 真核細胞 Eukaryote = archaea

+ 產能的 bacteria (mitochondria)+ 利用光的 cyanobacteria (cyanobacteria)

http://learn.genetics.utah.edu/content/cells/organelles/

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原核生物要怎麼分類 ?

外型很相似，不能像動植物那樣用外型區分。

先來看看傳統方法，再來看現代方法。

blog.qatestlab.com

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傳統方法利用細菌形態及生理活性 形態：細胞是球菌或桿菌 , 大小 , 菌落顏色 , 形

狀等。 生理活性：能不能利用 glucose, 需不需要氧氣 ,

會不會還原 nitrate, 能不能氧化鐵。 缺點：會受到趨同演化的影響

classroom.sdmesa.edu

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就像動植物，微生物也走向分子分類

利用 DNA 序列來推算演化關係，當做分類的依據。

betastuffs.blogspot.com

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要用什麼樣的基因序列來分類 ?

所有微生物都有的基因 演化速度不能太快 突變累積速度維持一致

威蝦米哩

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回憶一下：ribosome和 rRNA

rRNA 是組成 ribosome 的零件之一 Ribosome 有 small 和 large subunits

serc.carleton.edu

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Small subunit rRNA gene

http://www.insectscience.org/10.159/

原核： 16S rRNA gene 真核： 18S rRNA gene 合稱 small subunit

RNA (ssRNA)人氣基因

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ssRNA gene 有符合標準嗎 ?

所有微生物都有的基因 演化速度不能太快 突變累積速度維持一致

有沒有哩

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細菌鑑定的重要性

誰需要鑑定細菌 ? 病原菌鑑定 環境微生物鑑定 食品微生物鑑定

www.healthcarerelocationservices.com

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細菌鑑定的流程：分子鑑定 以 PCR 放大 16S

rRNA 基因序列 進行 DNA 定序 對得到的序列跟資料庫

進行比對

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鑑定流程：

形態及生理確認 利用傳統鑑定方法當做

確認的工具。

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利用 ssRNA 序列可以畫出萬物分類樹

Deep-branching lineage

Bacteria Archaea Eucarya

Archaea 的多樣性Euryarchaeota

Crenarchaeota

KorarchaeotaNanoarchaeota

Thaumarchaeota

Bacteria 的多樣性 Deep-

branching lineages

Gram positive bacteria

Gram negative bacteria

Bacteria 的多樣性 Deinococcus Chloroflexi Actinobacteri

a Firmicutes Cyanobacteri

a Bacteroidetes Spirochaetes Proteobacteri

a