微生物的鉴定

微生物的鉴定借助于现有的微生物分类系统，通过特征测定，确定未知的、或新发现的、或未明确分类地位的微生物所应归属分类群的过程。微生物的鉴定（identification）:微生物的鉴定不仅是微生物分类学的一个重要组成部分，而且也是在具体工作中经常遇到的问题。例如在筛选菌种时，筛选出菌种以后，就要给它鉴定取名，这样便于记载和交流。学习和掌握微生物的分类鉴定知识，对生产实践和科学实验有着重要的意义：1、能够在较短时间内认识熟悉微生物界全貌，以利进一步开发和利用这一丰富的微生物资源。2、掌握了分类方面的知识，可以减少菌种筛选工作的盲目性，提高工作效率。3、有利于各国微生物学工作者之间的交流。4、有利于对未知菌种的鉴定。由于微生物形体微小，发育过程简单，种类繁多，缺乏古生物资料，很多微生物的亲缘关系尚未搞清楚。到目前为止，微生物还没有一个统一的、完整的分类系统，而是几个不尽完善的、看法分歧的分类系统。这样的分类系统难免或多或少地带有“人为的因素”。一、微生物鉴定的条件鉴定微生物，至少要具备下面3个条件：1．待鉴定的微生物一定是纯种如果微生物不纯，所观察到的现象则是混合现象，这样自然不会得到正确的结果。因此在鉴定之前，首先要将微生物纯化。纯化方法，一般有2种：平板划线单菌落分离法和单细胞分离法。前一种操作简便，效果良好，适用范围广。2．选一本比较好的鉴定手册鉴定时以此手册为标准，开展鉴定工作。根据多数人的经验，我们认为在细菌鉴定方面，使用《伯杰氏鉴定细菌学手册》一书较为合适。在具体鉴定时，可参看中国科学院微生物研究所细菌分类组编著的《一般细菌常用鉴定方法》一书。3．要有合适的鉴定方法微生物种类繁多，特征各异，性状有主次之分。因此，在鉴定某种微生物时，要选用合适的鉴定方法，确定主要的测试项目。例如，鉴定的微生物若是霉菌，则菌落形态观察十分重要；若是酵母菌，有性繁殖的方式、特征以及生理生化特征中的糖的发酵和同化，硝酸盐的同化就是主要指标。二、微生物鉴定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，16SrRNA（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的开始发展，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。1．形态学特征（1）细胞形态在显微镜下观察细胞外形大小、形状、排列等；细胞构造；革兰氏染色反应；能否运动、鞭毛着生部位和数目；有无芽孢和荚膜、芽孢的大小和位置；放线菌和真菌的繁殖器官的形状、构造；孢予的数目、形状、大小、颜色和表面特征等。（2）群体形态特征：a.在一定的固体培养基上生长的菌落特征，包括外形、大小、光泽、粘稠度、透明度、边缘、隆起情况、正反面颜色、质地、气味、是否分泌水溶性色素等；b.在一定的斜面培养基上生长的菌苔特征，包括生长程度、形状、边缘、隆起、颜色等没半固体培养基上经穿刺接种后的生长情况；c.在液体培养基中生长情况，包括是否产生菌膜、均匀混浊、还是发生沉淀？有无气泡、培养基的颜色等。如是酵母菌，还要注意是成醭状、环状还是岛状。2．生理生化反应特征（1）利用物质的能力a.对各种碳源利用的能力(能否以CO2为唯一碳源、各种糖类的利用情况等)b.对各种氮源的利用能力（能否固氮、硝酸盐和铵盐利用情况等）c.能源的要求（光能还是化能、氧化无机物还是氧化有机物等）d.对生长因子的要求（是否需要生长因子以及需要什么生长因子等）。（2）代谢产物的特殊性这方面的鉴定项目非常之多，例如是否产生H2S、吲哚、CO2、醇、有机酸、能否还原硝酸盐、能否使牛奶凝固、冻化等等。（3）与温度和氧气的关系测出适合某种微生物生长的温度范围以及它的最适温度、最低温度和最高温度。对氧气的关系，是看它好氧、微量好氧、兼性好氧、耐氧还是专性厌氧。3.血清学反应很多细菌有十分相似的外表结构（如鞭毛）或有作用相同的酶（如乳酸杆菌属内各种细菌都有乳酸脱氢酶）。虽然它们的蛋白质分子结构各异，但在普通技术下（如电子显微镜或生化反应），仍无法分辨它们。然而利用抗原与抗体的高度敏感特异性反应，就可用来鉴别相似的菌种，或对同种微生物分型。它是用已知菌种、型或菌株制成抗血清，根据它是否与待鉴定的对象发生特异性的血清学反应来鉴定未知菌种、型或菌株。该法常用于肠道菌、噬菌体和病毒的分类鉴定。利用此法，已将伤寒杆菌、肺炎双球菌等菌分成数十种菌型。4．生态学特征生态学特征主要包括它与其它生物之间的关系（是寄生还是共生？寄主范围以及致病的情况）、在自然界的分布情况（pH情况、水分程度等）、渗透压情况（是否耐高渗、是否有嗜盐性等）。5.对噬菌体的敏感性与血清学反应相似，各种噬菌体有其严格的寄主范围。利用这一特性，可以用某一已知的特异性噬菌体鉴定其相应的寄主，反之亦然。6．生活史生物的个体在一生的生长繁殖过程中，经过细胞数目的变化和不同的发育阶段。这种过程对特定的生物来讲，是重复循环的，常称为该种生物的生活周期或生活史（lifehistory，lifecycle）。各种生物都有自己的生活史。在分类鉴定中，生活史有时也是一项指标。例如粘细菌就是以它的生活史作为分类鉴定的依据的。（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。1.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碱基比例的测定。2.核酸分子杂交法。3.16SrRNA寡核苷酸编目分析。2.细胞化学成分的鉴定除上述核酸成分外的其它化学成分的测定，是微生物化学分类法的重要内容，主要包括：1.细胞壁的化学成分。2.全细胞水解液的糖型。3.磷酸类脂成分的分析。4.枝菌酸的分析。5.醌类的分析。6.气相色谱技术的应用。3.数值分类法数值分类法亦称统计分类法，是在约200年前与林奈同代人M.Adanson(1727~1806，法国植物学家)发展的分类原理基础上借助于现代的电子计算机技术而发展起来的。数值分类的基本步骤为：（1）计算两菌株间的相似系数；（2）列出相似度矩阵；（3）将矩阵图转换成树状谱。Thankyou!