identification of microorganisms菌种鉴定是一项对某微生物对象进行知类辨名的工作,一般是通过详细 观察和描述某纯种微生物的各种性状、特征,然后查找权威的分类系统进行 定名。
通常可把微生物的鉴定方法分成4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,观察微生物的形态特征、运动性、酶反应、营养要 求、生长条件、代谢特性、致病性、抗原性和生态学特性等;②细胞组分水平, 包括细胞壁、脂类、醌类和光合色素等成分的分析,所用的技术除常规技术 外,还使用红外光谱、气相色谱、高效液相色谱(HPLC)和质谱分析等新技术; ③蛋白质水平,包括氨基酸序列分析、凝胶电泳和各种免疫标记技术等;④核 酸水平,包括G+C mol%值的测定、核酸分子杂交、16S或18S rRNA寡核苷 酸序列分析、重要基因序列分析和全基因组测序等。在微生物分类学发展的 早期,主要的分类、鉴定指标尚局限于利用常规方法鉴定微生物细胞的形态、 构造和习性等表型特征水平上,这可称为经典的分类鉴定方法;从1960年代 起,后3个水平的分类鉴定理论和方法开始发展,特别是化学分类学和数值 分类学等现代分类鉴定方法的发展,不但为探索微生物的自然分类打下坚实 的基础,也为微生物的精确鉴定开创了一个新的局面。
1.微生物分类鉴定中的经典方法:在鉴定菌种之前,必须先做到3点: ①获得该微生物的纯培养物;②测定一系列必要的鉴定指标;③准备权威性 的菌种鉴定手册。
不同的微生物往往有自己不同的重点鉴定指标。例如,在鉴定形态特征 较丰富、细胞体积较大的真菌等微生物时,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。
经典的鉴定指标:在对各种细胞型微生物进行鉴定工作中,经典的表型 指标很多,这些指标是微生物鉴定中最常用、最方便和最重要的数据,也是任 何现代化的分类鉴定方法的基本依据。现用表解的形式对此加以概括:
微生物的微型、简便、快速或自动化鉴定技术:从以上罗列的微生物鉴定 指标(这些还不是具体的指标)中即可知道,若应用常规的方法,对某一未知 纯培养物进行鉴定,则不仅工作量十分浩大,而且对技术熟练度的要求也很 高。为此,一般微生物工作者常视菌种鉴定工作为畏途。这也促进了微生物 分类鉴定工作者改革传统鉴定技术的种种尝试,由此出现了多种简便、快速、 微量或是自动化的鉴定技术,它们不但有利于普及菌种鉴定技术,而且还大 大提高了工作效率。国内外都有系列化、标准化和商品化的鉴定系统出售。 较有代表性的如鉴定各种细菌用的“API”系统、“Enterotube”系统和“Biolog”全 自动和手动系统等。(参见有关条目)
2.微生物分类鉴定中的现代方法:①通过核酸分析鉴定微生物遗传型。 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即基因组的成分和结构,不同种微生物间基 因组序列的差异程度代表着它们之间亲缘关系的远近、疏密。因此,测定每 种微生物DNA的若干代表性数据,对微生物的分类和鉴定工作极为重要。 例如,G+C mol%值,核酸分子的杂交法,16S或18S rRNA寡核苷酸编目, rRNA全序列分析,以及全基因序列的测定等。②细胞化学成分用作鉴定指 标。如细胞壁化学成分的测定,全细胞水解液中糖型的测定,磷酸类脂成分 的分析,枝菌酸的分析,醌类的测定,气相色谱分析,以及数值分类法等。