妙手醫生
作者:田樂 北京市懷柔區懷北鎮衛生院
微生物的種類至今為止有記載的約有20萬種,而估計總數約為500萬~600萬種。面對如此繁雜、多樣的物種,必須掌握一定的分類學知識和理論,才有可能對微生物類群有一個較為清晰的認識。
細菌分類學是微生物分類學的一個分支,是對細菌進行分類、鑒定與命名的一門學科。目前,細菌分類學已從按表型分類的傳統分類學發展到按照親緣關系和進化規律進行分類的系統分類學。分類學的任務是在全面了解細菌的生物學特征的基礎上,研究細菌的種類,探索其起源、演化及與其他類群之間的親緣關系,進而提出能反映自然發展規律的分類命名系統。
分類的任務是通過收集大量的個體資料,經過科學的歸納、整理,使之形成一個完整的分類系統。從細菌分類學的發展階段上,早期的分類系統主要以細菌的形態和生理生化特征為依據,這種早期的分類觀念漸漸被所謂的自然關系理論所替代,即表型與系統進化學分類理論。在表型與系統進化學分類理論中,表型分類突出菌株間的相互聯系,不包含菌株間的進化關系及與祖細胞的聯系,系統進化分類則突出菌株與祖細胞的關系。表型與系統進化學分類理論具有方法穩定、客觀、可預見性,且適用于所有細菌的特點,在分類實踐中,將表型與系統進化學分類的優點相結合的分類方法也稱為多相分類學。
分類等級又稱為分類單元。細菌的分類單元和其他生物相同,種以上的系統分類單元自上而下依次分為七級:
界,門,綱,目,科,屬,種。種是細菌分類學中最重要的同時也是首要元高于非同種菌株間的相似性。在微生物中,一個種只能用該種內的一個典型菌株(type strai素。目前公認的種的定義為:由同一起源而來的菌株所構成的集合,且同種菌株間的相似性n)作為它的具體代表,這種典型菌株就稱為模式種(type species)或標準菌株(standard strain)。例如:在兩歧雙歧桿菌的大量菌株中,只有“ATCC29521”才是它的標準菌株。由此可見,在細菌分類學中,“種”只是一個抽象的概念,“種”的許多生物學性狀是由其典型的模式種來體現的。它是該“種”的參比菌株。在細菌的分類、鑒定和命名時均以模式菌為依據,也可作為質量控制的標準。
同一種內的細菌,在某些方面仍有一定的差異,可再分成亞種(subspecies),亞種以下的分類等級為型(type),以區別某些特征。例如由抗原結構不同而分的血清型(serotype);對噬菌體敏感性不同而分的噬菌體型(phagetype);對細菌素敏感性不同而分的細菌素型(bacferiocin-type),因生化反應和某些生物學性狀不同而分的生物型(biotype)等。
在“種”這一細菌分類的基本單元之上,將性狀相近、關系密切的若干菌種組成一個菌屬,相近的屬歸為一科,依次類推。在兩個等級之間,可添加次要分類單位,如亞門、亞綱、亞屬和亞種等。群和組不是正式分類等級,泛指具有某種共同特性的某個群體,任何等級都可借用。對于更高分類等級如屬(genus)、科(family)和目(order),目前尚缺乏統一的分類方針,但實際操作中,高等級的分類單位大多數用16SrDNA序列相似性和族群穩定性來描述。
多相分類學“polyphasic taxonomy”是由Colwell于1970年代提出的,其含義是將所有可以獲得的表型、基因型和進化學信息整合在一起,建立普遍適用于所有細菌的分類方案。目前與此目的相適應的分類方法包括基因分類、表型分類及生化分類等方法。
常用基因分型方法包括DNA雜交法、rRNA寡核苷酸分析和鳥嘌呤加胞嘧啶堿基比例的測定。
表型分類法,以細菌的形態、生理特征為依據的分類法奠定了傳統類的基礎。選擇一些較為穩定的生物學性狀,如細菌的形態結構、染色性、培養特性、生反應、抗原性作為分類依據,然后按主次順序逐級區分。這種方法使用方便,分類亦較為確,但對分類性狀的選擇有一定主觀性,摻雜著一些人為因素。
化學分類學法(是指應用分析方法收集關于細胞不同化學成分的信息來進行細菌分類。正如其他表型技術和基因分型技術一樣,一些化學分類方法廣泛應用于大量細菌,而有一些很特異只能適用于一些特殊的細菌。
懷北中心:田樂
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