微生物分类与鉴定
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一、形态结构和培养特性观察
1、微生物的形态结构观察主要是通过染色,在显微镜下对其形状、大小、排列方式、细胞结构(包括细胞壁、细胞膜、细胞核、鞭毛、芽孢等)及染色特性进行观察,直观地了解细菌在形态结构上特性,根据不同微生物在形态结构上的不同达到区别、鉴定微生物的目的。
2、细菌细胞在固体培养基表面形成的细胞群体叫菌落(colony)。不同微生物在某种培养基中生长繁殖,所形成的菌落特征有很大差异,而同一种的细菌在一定条件下,培养特征却有一定稳定性。,以此可以对不同微生物加以区别鉴定。因此,微生物培养特性的观察也是微生物检验鉴别中的一项重要内容。
1)细菌的培养特征包括以下内容:在固体培养基上,观察菌落大小、形态、颜色(色素是水溶性还是脂溶性)、光泽度、透明度、质地、隆起形状、边缘特征及迁移性等。在液体培养中的表面生长情况(菌膜、环)混浊度及沉淀等。半固体培养基穿刺接种观察运动、扩散情况。
2)霉菌酵母菌的培养特征:大多数酵母菌没有丝状体,在固体培养基上形成的菌落和细菌的很相似,只是比细菌菌落大且厚。液体培养也和细菌相似,有均匀生长、沉淀或在液面形成菌膜。霉菌有分支的丝状体,菌丝粗长,在条件适宜的培养基里,菌丝无限伸长沿培养基表面蔓延。霉菌的基内菌丝、气生菌丝和孢子丝都常带有不同颜色,因而菌落边缘和中心,正面和背面颜色常常不同,如青霉菌:孢子青绿色,气生菌丝无色,基内菌丝褐色。霉菌在固体培养表面形成絮状、绒毛状和蜘蛛网状菌落。
二、生理生化试验
微生物生化反应是指用化学反应来测定微生物的代谢产物,生化反应常用来鉴别一些在形态和其它方面不易区别的微生物。因此微生物生化反应是微生物分类鉴定中的重要依据之一。
微生物检验中常用的生化反应有:
1、糖酵解试验
不同微生物分解利用糖类的能力有很大差异,或能利用或不能利用,能利用者,或产气或不产气。可用指示剂及发酵管检验。
试验方法:以无菌操作,用接种针或环移取纯培养物少许,接种于发酵液体培养基管,若为半固体培养基,则用接种针作穿刺接种。接种后,置36±1.0°C培养,每天观察结果,检视培养基颜色有无改变(产酸),小倒管中有无气泡,微小气泡亦为产气阳性,若为半固体培养基,则检视沿穿刺线和管壁及管底有无微小气泡,有时还可看出接种菌有无动力,若有动力、培养物可呈弥散生长。
第三节 微生物的分类鉴定方法
一、微生物鉴定的依据
获得纯化的微生物分离菌株后,首先判定是原核微生物还是真核微生物,这实际上在分离过程中所使用的方法和选择性培养基已经决定了分离菌株的大类的归属,从平板菌落的特征和液体培养的性状都可加以判定。然后,如是原核微生物,便可根据表 14-3 所示的经典分类鉴定指标进行鉴定,如条件允许,可做碳源利用的 BIOLOG-GN 分析和 16S rDNA
序列分析。多项结果结合起来确定分离菌株的属和种。
表 14-3 微生物经典分类鉴定方法的指标依据
经
典
分
类
法 个体:细胞形态、大小、排列方式,染色反应,有无运动,各种特殊构造特征等
形态特征:菌落形态,在固体、半固体或液体培养基中的生长状态等
营养要求:碳源、氮源、矿质元素、生长因子等
生理生化特征:代谢产物种类、产量、显色反应等
酶:产酶种类和反应特征等
生态学特性:生长温度,对氧的需要,酸碱度要求,宿主种类,生态分布等
血清学反应
噬菌体的敏感性
其他
二、微生物鉴定的技术与方法
根据目前微生物分类学中使用的技术和方法,可把它们分成四个不同的水平:①细胞形态和行为水平,②细胞组分水平,③蛋白质水平,④基因组水平;
在微生物分类学发展的早期,主要的分类鉴定指标是以在细胞形态和习性为主,可称为经典的分类鉴定法。其他三种实验技术主要是 60 年代以后采用的,称为化学分类和遗传学分类法,这些方法再加上数值分类鉴定法,可称为现代的分类鉴定方法。
(一)、经典分类鉴定法
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。最后,采用双歧法整理实验结果,排列一个个的分类单元,形成双歧检索表(图 14-4 )。
A. 能在 60 o C 以上生长
微生物分类鉴定的方法
来看看这爷俩儿,像吧,一看就象是父子,基因型决定表型,不会像前面猫爸爸的纠结,但是,下面这个漂亮的男孩会问到,为什么不像就怀疑我们不是父子呢?这些微生物的菌落不像吧,它们看来不是一个家族的,那么怎么让这些微生物认祖归宗,我们在鉴定微生物时到底应该怎么做呢?归纳起来说,微生物的鉴定方法包括根据微生物细胞形态、生理生化特性等经典的分类鉴定方法,还包括根据现代分类鉴定方法,这主要是借助于现代生物学技术,如建立在核酸和蛋白水平进行微生物遗传型鉴定分析,建立在细胞化学成分分析的化学分析方法以及依赖数学统计学或计算生物学水平的数值分类法。
首先来看看经典的分类学方法,这也是最传统的分类学方法。在现代技术建立之前,科学家们主要依赖于传统的方法进行微生物的分类,其基本程序时:首先必须获得拟鉴定微生物的纯培养物,然后需要确定并测定一系列必要的鉴定指标,这些指标的确定就需要根据模式菌株来确定了。最后再根据权威性的菌种鉴定手册,上节课刚刚提到的各类分类学字典,将我们拟鉴定的菌株分门别类进行划分。经典的鉴定方法主要依赖于微生物的形态、生理生化特性、生态学特性、生活史、血清学反应等各种指标。但对不同类群的微生物而言,其所依赖的指标也不尽相同,如鉴定真菌时,常以其形态特征为主要指标;在鉴定放线菌和酵母菌时,往往形态特征与生理特征兼用;而在鉴定形态特征较缺乏的细菌时,则须使用较多的生理生化和遗传等指标;在鉴定属于非细胞生物类的病毒时,除使用电子显微镜和各种生化、免疫等技术外,还要使用致病性等一些独特的指标和方法。 比方说,真菌的形态指标就包括菌丝形态、孢子形态、产孢结构等等,真菌的孢子形态就像植物的种子一样,更是是鉴定的主要依据。鞭毛菌、接合菌、子囊菌和担子菌都有自己独特孢子形态。如鞭毛菌产生无性的游动孢子和有性的卵孢子,接合菌产生无性的孢囊孢子和有性的接合孢子,子囊菌产生无性的分生孢子和有性的子囊孢子,担子菌产生无性的分生孢子和有性的担孢子。而对真菌的产孢结构而言,就像植物的花和果实,是分类的重要指标呀。这些产孢结构如无性阶段的孢囊梗、孢子头、较为复杂的分生孢子器、分生孢子盘、分生孢子座以及有性阶段的子囊壳、子囊盘、子囊腔等等,都是真菌分类的重要指标哟,就像你的长相特征一样,这些真菌的长相就需要这些指标来表示了。但对于原核生物的细菌而言,其细胞结构过于简单,但基本的球状、杆状还是螺旋状还是其鉴定的重要依据了。而对于稍微复杂的放线菌其孢子丝的形态就很重要了。酵母菌的形态更为简单,这就需要其他生理生化特征作为辅助鉴定依据了。当然了,我们前面讲过的细菌的运动性、革兰氏染色结果、菌落形态,液体培养时的形态、典型的生理生化特性、对药物的敏感性试验、致病菌在不同宿主上的症状特点、噬菌体的敏感性等等,很多很多的指标,所以微生物的传统鉴定方法是很辛苦的差事,能在分类鉴定领域一直做下去的科学家们还是非常了不起的。
传统与现代微生物分型鉴定方法与应用
传统与现代微生物分型鉴定方法及其应用
传统微生物分型鉴定方法:
传统微生物分型鉴定方法是指使用传统的实验室技术和观察方法来对微生物进行分类和鉴定。这些方法主要包括形态学观察、生理生化特性分析和血清学反应等。通过观察微生物的形态特征、生长习性、代谢产物、酶活性和免疫反应等方面的差异,可以进行初步的分类和鉴定。
现代微生物分型鉴定方法:
现代微生物分型鉴定方法是指利用分子生物学和遗传学等现代技术手段对微生物进行分类和鉴定。这些方法主要包括基因测序、多态性分析、基因芯片技术和质谱技术等。通过分析微生物的基因序列、基因表达模式和蛋白质组成等方面的差异,可以精确地鉴定微生物的种属、亚型和菌株等。
应用:
微生物分型鉴定在许多领域都有广泛的应用。以下是几个典型的应用领域:
1. 医学诊断:微生物分型鉴定可以用于诊断与微生物相关的疾病,例如细菌感染、真菌感染和病毒感染等。通过鉴定微生物的种属和亚型,可以帮助医生选择合适的治疗方案和控制传染病的传播。
2. 食品安全:微生物污染是导致食品安全问题的重要原因之一。微生物分型鉴定可以追踪和鉴定食品中的致病菌和有害微生物,帮助监测食品安全,保障公众健康。
3. 环境监测:微生物在环境中起着重要的生态功能。微生物分型鉴定可以用于监测水体、土壤和空气中的微生物群落结构和多样性,评估环境质量和生态系统健康状况。
4. 遗传学研究:微生物分型鉴定可以用于研究微生物的遗传多样性、进化关系和种群结构等。通过分析微生物的遗传信息,可以深入了解微生物的演化历史和种群动态,为微生物的分类、系统发育和生态功能研究提供重要依据。
总结:
传统与现代微生物分型鉴定方法在微生物分类和鉴定中起着重要作用。传统方法主要依靠实验室观察和生理生化特性分析,而现代方法则利用分子生物学和遗传学技术对微生物进行精确鉴定。这些方法在医学、食品安全、环境监测和遗传学研究等领域都有广泛应用。