微生物的分類(lèi)和鑒定是微生物學(xué)的基礎性工作。微生物分類(lèi)是在對大量單個(gè)微生物進(jìn)行觀(guān)察、分析和描述的基礎上,以它們的形態(tài)、結構、生理生化反應和遺傳性等特征的異同為依據,并根據生物進(jìn)化的規律和應用方便,將微生物分門(mén)別類(lèi)地排列成一個(gè)系統。目前微生物分類(lèi)鑒定方法分為以下幾個(gè)方面。
(1)形態(tài)特征
① 個(gè)體特征,包括在顯微鏡下的細胞大小、形狀、排列、運動(dòng)性、鞭毛著(zhù)生部位和數目、芽孢有無(wú)、部位和形狀、有無(wú)莢膜,放線(xiàn)菌和真菌繁殖器官的形狀、構造、孢子數目、形狀、大小、顏色和表面特征等。
② 群體特征即培養特征,菌落是菌株在一定的培養基中的群體特征。包括固體培養基上菌落的形狀、大小、顏色、光澤、黏稠度、隆起情況、透明度及邊緣特征,是否分泌水溶性色素、質(zhì)地、移動(dòng)性和氣味;半固體培養基上穿刺接種后的生長(cháng)及運動(dòng)情況;液體培養基中培養液混濁程度,表面有無(wú)菌膜,有無(wú)沉淀及其沉淀的形態(tài),有無(wú)氣泡產(chǎn)生,培養液的色澤變化等。
(2)生理和生化特征
① 營(yíng)養來(lái)源 可以試驗多種糖能否被微生物作為碳源和能源利用,以及微生物對特定有機化合物和CO2的利用能力。對于氮源,看其是利用蛋白質(zhì)、蛋白胨、氨基酸或銨鹽、硝酸鹽中的氮,還是大氣中的游離氮。
② 代謝產(chǎn)物 例如在培養基中檢測微生物有否形成有機酸、有否產(chǎn)生氣體,能否分解色氨酸產(chǎn)生吲哚,能否使硝酸鹽還原硝酸鹽或氮,能否產(chǎn)生色素或抗生素等。
③ 與溫度和氧氣的關(guān)系 有嗜熱菌,嗜冷菌,嗜溫菌之分,也有好氧菌,厭氧菌和兼性好氧菌之分。
(3)血清反應
將已知菌種、型或菌株制成抗血清,根據它是否與待鑒定對象發(fā)生特異性血清反應鑒別未知菌。此反應也用于病毒分類(lèi),尤其是噬菌體分類(lèi)。
(4)生態(tài)特性
微生物與其他生物的寄生或共生,細菌的致病性,微生物在自然界中是否耐高滲、是否嗜鹽性等。
(5)生活史
親代個(gè)體經(jīng)一系列生長(cháng)、發(fā)育階段而產(chǎn)生子一代個(gè)體的全部經(jīng)歷,就稱(chēng)為該生物的生活史或生命周期。微生物個(gè)體發(fā)育的階段變化也是分類(lèi)鑒別的重要依據。
(6)對噬菌體的敏感性
與血清反應類(lèi)似,各噬菌體有嚴格的寄生范圍,可以根據菌體對噬菌體的敏感性進(jìn)行區分。
(7)核酸分析
DNA是遺傳物質(zhì)的攜帶者,決定生物的表型。遺傳信息在DNA中的存在形式表現為DNA的堿基數目及其排列順序。親緣關(guān)系越遠的種,其堿基數目和排列順序相差越大。
(8)DNA雜交試驗
進(jìn)一步判斷微生物間的親緣關(guān)系,須比較DNA的堿基序列,最簡(jiǎn)便的方法是DNA雜交。其基本原理是DNA解鏈的可逆性和堿基配對的專(zhuān)一性。提取DNA并使之解鏈,再使互補的堿基重新配對結合成雙鏈。根據能生成雙鏈的情況,可測知雜合率。雜合率越高,表示兩個(gè)DNA之間堿基順序的相似越高,親緣關(guān)系也就越近。
(9)細胞壁成分分析
不同微生物的細胞壁,在其組成單位的物質(zhì)基礎或在結構方面有許多明顯的特殊性。比如,霉菌的細胞壁主要含有幾丁質(zhì);而細菌細胞壁的主要成分是肽聚糖。革蘭陰性菌細胞壁的肽聚糖含量較低,另外還有多肽、脂蛋白及脂多糖等;革蘭陽(yáng)性菌細胞壁肽聚糖的比例則較高,另外有蛋白質(zhì)、多糖、磷壁酸和磷璧質(zhì)等。
(10)紅外光譜
一般認為每種物質(zhì)的化學(xué)結構都具有特定的紅外光譜。若兩個(gè)樣品紅外吸收光譜完全相同,可以初步認為它們是同一種物質(zhì)。所以,利用紅外光譜技術(shù)測定微生物的化學(xué)成分,也能用于微生物分類(lèi),簡(jiǎn)單快速,樣品用量少。
(11)數值分類(lèi)法
又稱(chēng)統計分類(lèi)法。根據“等重要原則”,不分主次,以分析多數特征為基礎,進(jìn)行菌株間兩兩比較,通過(guò)計算菌株間的總相似值來(lái)分群歸類(lèi),數據處理量較大,需借助于計算機實(shí)現。
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