菌种鉴定工作是各类微生物学实验室都 经常遇到的基础性工作。不论鉴定对象 属哪一类,其工作步骤都离不开以下三 步:①获得该微生物的纯种培养物;② 测定一系例必要的鉴定指标;③查找权 威性的鉴定手册。 第四节 微生物分类鉴定的方法
菌种鉴定工作是各类微生物学实验室都 经常遇到的基础性工作。不论鉴定对象 属哪一类,其工作步骤都离不开以下三 步:①获得该微生物的纯种培养物;② 测定一系例必要的鉴定指标;③查找权 威性的鉴定手册。 第四节 微生物分类鉴定的方法
通常把鉴定微生物的技术分成四个不同水平:①细 胞的形态和习性水平,例如用经典的研究方法,观察 细胞的形态特征、运动性、酶反应、营养要求和生长 条件等。②细胞组分水平,包括细胞组成成分例如细 胞壁成分,细胞氨基酸库,脂类,醌类,光合色素等 的分析,所用的技术除常规实验室技术外,还使用红 外光谱、气相色谱和质谱分析等新技术。③蛋白质水 平,包括氨基酸序列分析、凝胶电泳和血清学反应等 若干现代技术。④基因或DNA水平,包括核酸分子杂 交(DNA与DNA或DNA与RNA),G+Cmol%值的 测定,遗传信息的转化和转导,16S rRNA(核糖体 RNA)寡核苷酸组分分析,以及DNA或RNA的核苷 酸顺序分析等
通常把鉴定微生物的技术分成四个不同水平:①细 胞的形态和习性水平,例如用经典的研究方法,观察 细胞的形态特征、运动性、酶反应、营养要求和生长 条件等。②细胞组分水平,包括细胞组成成分例如细 胞壁成分,细胞氨基酸库,脂类,醌类,光合色素等 的分析,所用的技术除常规实验室技术外,还使用红 外光谱、气相色谱和质谱分析等新技术。③蛋白质水 平,包括氨基酸序列分析、凝胶电泳和血清学反应等 若干现代技术。④基因或DNA水平,包括核酸分子杂 交(DNA与DNA或DNA与RNA),G+Cmol%值的 测定,遗传信息的转化和转导,16S rRNA(核糖体 RNA)寡核苷酸组分分析,以及DNA或RNA的核苷 酸顺序分析等
在微生物分类学发展的早期,主要的 分类鉴定指标尚停留在细胞的形态和习性 水平上,这类方法可称作经典的分类鉴定 方法;从本世纪60年代起,后三个水平 的分类鉴定的理论和技术即化学分类学开 始发展,度为探索微生物的自然分类系统 打下了坚实的基础,这些方法再加上数值 分类法,可称为现代的分类鉴定方法
在微生物分类学发展的早期,主要的 分类鉴定指标尚停留在细胞的形态和习性 水平上,这类方法可称作经典的分类鉴定 方法;从本世纪60年代起,后三个水平 的分类鉴定的理论和技术即化学分类学开 始发展,度为探索微生物的自然分类系统 打下了坚实的基础,这些方法再加上数值 分类法,可称为现代的分类鉴定方法
一、经典分类鉴定方法 所谓经典的分类鉴定方法,是相对 于现代的分类鉴定方法而言的,通常 指长期以来在常规鉴定中普遍采用的 一些形态、生理、生化、生态、生活 史和血清学反应等指标
一、经典分类鉴定方法 所谓经典的分类鉴定方法,是相对 于现代的分类鉴定方法而言的,通常 指长期以来在常规鉴定中普遍采用的 一些形态、生理、生化、生态、生活 史和血清学反应等指标
群体:菌落形态,在半固体或液体培养基中的生长状态等 ❖ 形态 个体:细胞形态,染色反应,各种特殊构造等 ❖ 营养要求:能源,碳源,氮源,生长因子等 ❖ 生理、生化反应 酶;产酶种类和反应物性等 ❖ 代谢产物:种类,产量,显色反应等 ❖ 经典指标 生态特性:生长温度,对氧的需要,宿主种类等 ❖ 生活史特点 ❖ 血清学反应 ❖ 噬菌体的敏感性 ❖ 其它
群体:菌落形态,在半固体或液体培养基中的生长状态等 ❖ 形态 个体:细胞形态,染色反应,各种特殊构造等 ❖ 营养要求:能源,碳源,氮源,生长因子等 ❖ 生理、生化反应 酶;产酶种类和反应物性等 ❖ 代谢产物:种类,产量,显色反应等 ❖ 经典指标 生态特性:生长温度,对氧的需要,宿主种类等 ❖ 生活史特点 ❖ 血清学反应 ❖ 噬菌体的敏感性 ❖ 其它
经典分类法 经典分类法是一百多年来进行微生物分类 的传统方法。其特点是人为地选择几种形态 生理生化特征进行分类,并在分类中将表型 特征分为主、次。一般在科以上分类单位以 形态特征、科以下分类单位以形态结合生理 生化特征加以区分
经典分类法 经典分类法是一百多年来进行微生物分类 的传统方法。其特点是人为地选择几种形态 生理生化特征进行分类,并在分类中将表型 特征分为主、次。一般在科以上分类单位以 形态特征、科以下分类单位以形态结合生理 生化特征加以区分
❖ A. 能在 60 o C 以上生长 ❖ B. 细胞大,宽度 1.3~1.8mm . 1. 热微菌属 ( Thermomicrobium ) ❖ B. 细胞小,宽度 0.4~0.8mm ❖ C. 能以葡萄糖为碳源生长 ❖ D. 能在 pH4.5 生长 . 2. 热酸菌属 ( Acidothermus ) ❖ DD. 不能在 pH4.5 生长 . 3. 栖热菌属 ( Thermus ) ❖ CC. 不能以葡萄糖为唯一碳源 . 4. 栖热嗜油菌属 ( 栖热嗜狮 菌属 Thermoleophilum ) ❖ AA. 不能在 60 o C 以上生长
❖ A. 能在 60 o C 以上生长 ❖ B. 细胞大,宽度 1.3~1.8mm . 1. 热微菌属 ( Thermomicrobium ) ❖ B. 细胞小,宽度 0.4~0.8mm ❖ C. 能以葡萄糖为碳源生长 ❖ D. 能在 pH4.5 生长 . 2. 热酸菌属 ( Acidothermus ) ❖ DD. 不能在 pH4.5 生长 . 3. 栖热菌属 ( Thermus ) ❖ CC. 不能以葡萄糖为唯一碳源 . 4. 栖热嗜油菌属 ( 栖热嗜狮 菌属 Thermoleophilum ) ❖ AA. 不能在 60 o C 以上生长
二、现代分类鉴定方法 ❖ 近年来,随着分子生物学的发展和各项新技术 的广泛应用,促使微生物分类鉴定工作有了飞 速发展。对微生物鉴定工作来说,已从经典的 表型特征的鉴定深入到现代的遗传学特性的鉴 定、细胞化学组分的精确分析以及利用电子计 算机进行数值分类研究等新的层次上。 ❖ (一)微生物遗传型的鉴定 ❖ DNA是除少数RNA病毒以外的一切微生物的遗 传信息载体。每一种微生物均有其自己特有的、 稳定的DNA成分和结构,不同微生物间DNA成 分和结构的差异程度代表着它们间新缘关系的 远近。因此,测定每种微生物DNA的若干重要 数据,是微生物鉴定中极其重要的指标:
二、现代分类鉴定方法 ❖ 近年来,随着分子生物学的发展和各项新技术 的广泛应用,促使微生物分类鉴定工作有了飞 速发展。对微生物鉴定工作来说,已从经典的 表型特征的鉴定深入到现代的遗传学特性的鉴 定、细胞化学组分的精确分析以及利用电子计 算机进行数值分类研究等新的层次上。 ❖ (一)微生物遗传型的鉴定 ❖ DNA是除少数RNA病毒以外的一切微生物的遗 传信息载体。每一种微生物均有其自己特有的、 稳定的DNA成分和结构,不同微生物间DNA成 分和结构的差异程度代表着它们间新缘关系的 远近。因此,测定每种微生物DNA的若干重要 数据,是微生物鉴定中极其重要的指标:
1. DNA的碱基组成(G+Cmol%) ❖ 每一个微生物种的 DNA 中 GC mol% 的数值是恒定的,不会随着环境条 件、培养条件等的变化而变化,而且在同一个属不同种之间, DNA 中 GCmol% 的数值不会差异太大,可以某个数值为中心成簇分布,显示同 属微生物种的 GC mol% 范围。 DNA 中 GC mol% 分析主要用于区分细 菌的属和种,因为细菌 DNA 中 GC 含量的变化范围一般在25 %~ 75 %;而放线菌 DNA 中的 GC 比例范围非常窄 (37 %~ 51%) 。一般认为 任何两种微生物在 GC 含量上的差别超过了 10 %,这两种微生物就肯 定不是同一个种。因此可利用 G+C mol %来鉴别各种微生物种属间的亲 缘关系及其远近程度。值得注意的是,亲缘关系相近的菌,其 G+C mol %含量相同或者近似,但G+C mol %相同或近似的细菌,其亲缘关系并 不一定相似,这是因为这一数据还不能反映出碱基对的排列序列,而且 如放线菌的 DNA 的 GC mol% 在 37 ~ 51 之间,企图在这么小的范围 内区分放线菌的几十个属显然是不现实的。要比较两种细菌的 DNA 碱 基对排列序列是否相同,以及相同的程度如何,就需做核酸杂交试验
1. DNA的碱基组成(G+Cmol%) ❖ 每一个微生物种的 DNA 中 GC mol% 的数值是恒定的,不会随着环境条 件、培养条件等的变化而变化,而且在同一个属不同种之间, DNA 中 GCmol% 的数值不会差异太大,可以某个数值为中心成簇分布,显示同 属微生物种的 GC mol% 范围。 DNA 中 GC mol% 分析主要用于区分细 菌的属和种,因为细菌 DNA 中 GC 含量的变化范围一般在25 %~ 75 %;而放线菌 DNA 中的 GC 比例范围非常窄 (37 %~ 51%) 。一般认为 任何两种微生物在 GC 含量上的差别超过了 10 %,这两种微生物就肯 定不是同一个种。因此可利用 G+C mol %来鉴别各种微生物种属间的亲 缘关系及其远近程度。值得注意的是,亲缘关系相近的菌,其 G+C mol %含量相同或者近似,但G+C mol %相同或近似的细菌,其亲缘关系并 不一定相似,这是因为这一数据还不能反映出碱基对的排列序列,而且 如放线菌的 DNA 的 GC mol% 在 37 ~ 51 之间,企图在这么小的范围 内区分放线菌的几十个属显然是不现实的。要比较两种细菌的 DNA 碱 基对排列序列是否相同,以及相同的程度如何,就需做核酸杂交试验
1. DNA的碱基组成(G+Cmol%) ❖ 1)每个生物种都有特定的GC%范围,因此后者可以作为分 类鉴定的指标。细菌的GC%范围为25-75%,变化范围最大, 因此更适合于细菌的分类鉴定。 ❖ 2)GC%测定主要用于对表型特征难区分的细菌作出鉴定, 并可检验表型特征分类的合理性,从分子水平上判断物种的 亲缘关系。 ❖ 3)使用原则: ❖ G+C含量的比较主要用于分类鉴定中的否定每一种生物都有 一定的碱基组成,亲缘关系近的生物,它们应该具有相似的 G+C含量,若不同生物之间G+C含量差别大表明它们关系远。 但具有相似G+C含量的生物并不一定表明它们之间具有近的 亲缘关系
1. DNA的碱基组成(G+Cmol%) ❖ 1)每个生物种都有特定的GC%范围,因此后者可以作为分 类鉴定的指标。细菌的GC%范围为25-75%,变化范围最大, 因此更适合于细菌的分类鉴定。 ❖ 2)GC%测定主要用于对表型特征难区分的细菌作出鉴定, 并可检验表型特征分类的合理性,从分子水平上判断物种的 亲缘关系。 ❖ 3)使用原则: ❖ G+C含量的比较主要用于分类鉴定中的否定每一种生物都有 一定的碱基组成,亲缘关系近的生物,它们应该具有相似的 G+C含量,若不同生物之间G+C含量差别大表明它们关系远。 但具有相似G+C含量的生物并不一定表明它们之间具有近的 亲缘关系