一、简介
在实验室检验工作中,经常会从样品中分离出一些细菌,为了对这些细菌进一步研究,首先需要明确这些细菌的种属类别。本文主要对未知菌种属分类的确定方法进行阐述。
目前基因测序是最直接快速的菌种确定方法。但是实验室中,往往还需要采用传统的鉴定方法进行菌种鉴定。传统鉴定方法操作简单,成本低廉,不需要复杂设备,适用于一般实验室进行菌株鉴定。
二、常见细菌的鉴定方法
菌种鉴定是需要专业人员进行操作的一种实验室活动,为了达到菌种鉴定的目的,一些常规的试验操作和鉴定方法是必须具备的基本技能。常见的细菌鉴定方法有三大类:形态特征、培养及生理特性、生化特性测定。
1、形态特征
(1)革兰氏染色
(2)鞭毛染色
(3)运动性
(4)芽孢染色
(5)抗酸染色
(6)荚膜染色
2、培养及生理特性
(1)菌落形态:用划线法将菌种接在平板培养基上,适温培养1d~2d,出现单菌落开始观察,包括形状、大小、边缘、表面、隆起、透明度、菌落和培养基的颜色等。
(2)生长温度和耐热性:将菌种转接到几支试管中,分别在不同温度下培养,每个温度设2管,目测生长情况。
(3)芽孢菌厌氧性测定:将菌种用接种环穿刺接种在厌氧培养基中,30℃培养,3d和7d分别观察,表面生长者为好氧菌,如沿穿刺线或下部生长者为兼性厌氧菌或厌氧菌。
(4)碳源利用:将菌种接种在各种碳源基础液体培养基(碳源分别为蔗糖、乳糖、果糖、木糖、半乳糖、甘露醇等,终浓度为0.1%~0.2%)中,适温培养1d,以菌悬液接种,能生长者即培养基变浑浊判为阳性,否则为阴性。
(5)氮源利用:将菌种接种在各种氮源基础液体培养基(氮源分别为氨态氮如磷酸氢二铵或硝态氮如硝酸钾、乳糖、果糖、木糖、半乳糖等,终浓度为0.2%~0.5%)中,适温培养1d,以菌悬液接种,能生长者即培养基变浑浊判为阳性,否则为阴性。
(6)柠檬酸盐利用:将菌种接种在柠檬酸盐基础液体培养基总,适温培养3d~7d,培养基变为桃红色者判为阳性,否则为阴性。
(7)耐盐性和需盐性:将菌种分别接种在含3%,5%,7%,10%含NaCl的肉汁胨液体培养基中,适温培养3d、7d,目测生长情况。
(8)丙酸盐利用:将菌种接种在丙酸盐基础液体培养基中,适温培养3d~7d,培养基变为桃红色者判为阳性,否则为阴性。
3、生化特性测定
(1)氧化酶:将1%的四甲基对苯二胺水溶液滴于干净培养皿的滤纸上,滤纸湿润即可,用塑料接种环取18h~24h的菌苔涂抹于湿润滤纸上,在10s内涂抹的菌苔呈蓝色为阳性,60s以上呈蓝色者不计,按阴性处理。
(2)触酶:将24h培养的斜面菌种,用塑料接种环取菌苔涂抹于已滴有3%过氧化氢的玻片上,如有气泡产生则为阳性,无气泡产生为阴性。
(3)葡萄糖氧化发酵:将24h幼龄菌种穿刺接种OF培养基,每株4支,其中2支上面覆盖石蜡油,适温培养1d、3d、7d、14d观察,只有开管变黄者为氧化型,开管和闭管均变黄者为发酵型。
(4)甲基红(MR):培养48h的菌种试管培养液中加入一滴甲基红试剂,红色为甲基红阳性反应,黄色为阴性反应。
(5)V-P测定:将培养24h的菌种培养液,加入V-P试剂,培养液出现红色,即为试验阳性反应,有时需要放置更长时间才能出现红色。
(6)淀粉水解:将菌种接在淀粉琼脂培养基(在肉汁胨中加入0.2%的可溶性淀粉)上,培养2d~5d,形成明显菌落后,将碘液滴在平板上,观察菌落周围有无透明圈。菌落周围如有不变色的透明圈,表示淀粉水解阳性;仍蓝色为阴性。
(7)脲酶:指示剂变红者为阳性,不变为阴性。
(8)苯丙氨酸脱氨酶:变绿为阳性反应,不变为阴性反应。
(9)明胶液化:将菌株接种在明胶液化培养基中,25℃~28℃培养,于5d、10d、20d、30d观察液化程度。
(10)牛奶分解:将新鲜菌种接于石蕊牛奶中,25℃~28℃培养,于3d、5d、10d、20d、30d观察,还原-石蕊褪色变白;胨化-牛奶变清;产酸-石蕊变红;产碱-石蕊变蓝;酸凝和酶凝-牛奶结块、凝固。
(11)硝酸盐还原:将菌种接种于硝酸盐液体培养基中,适温培养1d、3d、5d。用滴加A液及B液溶液变为粉红色、橙色、棕色等为硝酸盐阳性,否则为阴性。
上面列出的只是一些常用的生化反应,能帮助细菌鉴定的生化试验有四十多种,需要时可以查阅资料进行操作。
三、示例说明
下面以伯杰手册为依托,详细事例说明未知细菌的鉴定程序和方法。
1、十大类群的确定
图1 常见细菌类群检索总图
参考“常见细菌类群检索总图”(图1),首先通过测定细胞壁是否含肽聚糖、膜脂是否以脂键相连,确定待鉴定菌为真细菌还是古细菌。
对于确定是真细菌的菌株,依次通过对光的需求性、产芽孢情况、革兰氏染色结果和对氧气的需求情况,确定出属于哪个大类群。细菌九大类群如下:
(1)光合细菌
(2)产芽孢细菌
(3)好氧或兼性厌氧发酵型革兰氏阴性杆菌
(4)好氧或兼性厌氧非发酵型革兰氏阴性杆菌
(5)严格厌氧的革兰氏阴性球菌
(6)革兰氏阴性、厌氧直杆、弯杆和螺杆菌
(7)革兰氏阳性好氧和兼性厌氧球菌
(8)好氧和兼性厌氧的革兰氏阳性杆菌
(9)厌氧的革兰氏阳性杆菌和球菌
2、对于已经确定了大类群的细菌,再按照所属大类的检索图进一步确认其所属的种属。例如,通过第一步操作,确定该菌为“好氧或兼性厌氧发酵型革兰氏阴性杆菌”,则可以通过“好氧或碱性厌氧革兰氏阴性发酵杆菌检索图(图2)”,进行氧化酶试验、鞭毛运动性、是否寄生于脊椎动物鸟类、最适温度<30℃、是否需要NaCl、是否积累PHB、是否具有脂酶、能否利用甘露醇等试验,进一步找到其所在的科或属。
从图2可以看出,好氧或兼性厌氧发酵型革兰氏阴性杆菌类群中共包含7大科属,分别为肠杆菌科、巴斯德氏菌科、水栖菌属、发光杆菌属、弧菌属、气单胞菌属和邻单胞菌属。
图2 好氧或兼性厌氧革兰氏阴性发酵杆菌检索图
3、对于已经确定了科、属的菌种,再进一步通过相应的检索表,找到其所在的种属。例如,待鉴定菌已经确定为肠杆菌科菌种,再参考“肠杆菌科属、种检索表(图3)”进一步通过苯丙氨酸脱羧酶试验、V-P试验、明胶液化实验、鸟氨酸脱羧酶试验等系列生化试验,根据试验结果,最终确定其种属。
图3 肠杆菌科属、种检索表(部分展示)
上图中,可以清晰地确定出奇异变形菌、阪崎肠杆菌、普通变形菌等。
4、也可通过“肠杆菌科内种间鉴别表”(图4),设置系列试验,根据结果判断待鉴定菌属于哪个种。
图4 肠杆菌科内种间鉴别表(部分展示)
四、简便方法
对于常见细菌,也可以先通过革兰氏染色,确定其为革兰氏阴性菌还是革兰氏阳性菌,对于已经确定的革兰氏阴性细菌,可以使用我公司快检产品——博检系统,直接确认其所在的种属。有关博检系统详情和使用方法等可参考:博检革兰氏阴性细菌鉴定系统。
五、参考文献
东秀珠,蔡妙英.《常见细菌系统鉴定手册》(1999)。
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