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[論文關(guān)鍵詞]：細菌；分類方法；趨勢

[論文摘要]：對細菌分類學研究的目的簡單論述。對分類學研究中的多相分類方法包括經(jīng)典分類，化學分類，分子分類，數(shù)值分類進行了詳細的介紹，從而為臨床和科研中細菌鑒定方法的選擇應用提供參考依據(jù)。同時對分類學發(fā)展的研究趨勢進行了簡單的總結(jié)。

1.細菌分類學研究的目的

原核微生物系統(tǒng)分類是科學地研究微生物多樣性及它們之間相互關(guān)系的基礎學科[1]。細菌是原核微生物的重要成員，當前主要從兩個方面進行細菌分類學的研究，一是為了實用的需要，建立各種細菌的信息庫，從而更有效地開發(fā)利用細菌資源及有效地控制有害細菌。許多種細菌是微生物藥物活性物質(zhì)的重要來源。包括假單胞菌屬(Pesudomonas)、微球菌屬(Microcoeeus)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、腸桿菌屬(Eneturbacetrium)和別單胞菌屬(Atleromonas)等。早在1966年，Burkholder從含溴假單胞菌分離到抗生素硝吡咯菌素(Pyornlirtin)[2]。二是建立反映細菌進化關(guān)系的自然分類系統(tǒng)，以揭示各種細菌的本質(zhì)特征和相互關(guān)系，豐富生物多樣性研究的內(nèi)容。

2.細菌分類學研究方法

多相分類法是目前廣泛使用的細菌分類學方法。在方法學上主要包括以下幾種。

2.1經(jīng)典分類

經(jīng)典分類主要指依據(jù)形態(tài)特征和生理生化特征等表觀分類學指征進行分類學研究，是多相分類研究的基礎。

2.2化學分類

化學分類是根據(jù)生物細胞中某些特定化學物質(zhì)的特征對生物個體進行分類的方法，是細菌屬劃分的主要特征之一。目前常使用的化學指征包括以下幾種。

2.2.1磷酸類脂分析

磷酸類脂與蛋白質(zhì)、糖等共同構(gòu)成細胞膜，對于物種運輸、代謝及維持正常的滲透壓都有重要作用。具有分類學意義的磷酸類脂是：PE、PC、PME、PG和GluNus等五種。

2.2.2脂肪酸組分分析

脂肪酸的鏈長、雙鍵位置和數(shù)量及取代基團在細菌中具有分類學意義。脂肪酸定性分析結(jié)果限于屬和屬以上的分類；脂肪酸定量分析結(jié)果可為種和亞種分類提供有用的基本資料。

2.2.3全細胞蛋白電泳分析

高度標準化的SDS-PAGE是對大量密切相關(guān)菌株進行比較歸類的有效方法，研究證明全細胞蛋白組分和DNA-DNA雜交有很好相關(guān)性[3]。此法用于種或種以下分類單位的研究。

2.3分子分類

分子分類是在分子水平上對生物個體的DNA、RNA和蛋白質(zhì)進行研究分類的方法。目前經(jīng)常使用的分子指征包括以下幾種。

2.3.1G+Cmol％測定

G+Cmol％主要用于驗證已建立的分類關(guān)系是否正確。通常認為：種內(nèi)菌株間G+Cmol％相差不超過4％，屬內(nèi)菌株間相差不超過10％。

2.3.2DNA同源性分析

分析DNA同源性的有效手段是DNA-DNA雜交，適用于種水平的分類學。1987年，國際系統(tǒng)細菌學委員會規(guī)定，DNA同源性≥70％為細菌種的界限。DNA-DNA雜交常用的方法有液相復性速率法和固相膜雜交等。

2.3.3DNA為基礎的分型方法

以DNA為基礎的分型方法指可將種分為不同型的技術(shù)。其中早期的RFLP，缺點是圖譜復雜，難于比較。選用專一識別6－8個堿基序列的限制性內(nèi)切酶，DN段數(shù)量就大大減少的LFRFA被認為是目前分辨率最高的DNA分型法之一。但這樣切出的DN段太大，只能用脈沖場凝膠電泳分開。RAPDA、ARDRA、AFLP等技術(shù)多用于種水平的研究。

rep-PCR所采用的分類信息來自于全基因組。該方法分辨率高、重現(xiàn)性好，在一定程度上與16SrRNA基因序列比較結(jié)果相一致，可作為一種快速鑒定的方法[4]。

2.3.4rRNA同源性分析

現(xiàn)在一般認為，rRNA是研究系統(tǒng)進化關(guān)系的最好材料。它廣泛存在，功能穩(wěn)定，由高度保守區(qū)和可變區(qū)組成。最初人們通過rRNA-DNA雜交和寡核苷酸編目法間接研究rRNA的同源性。DNA-rRNA雜交反映的是屬與屬以上水平的信息[5]。

研究rRNA同源性最直接可靠的方法是rRNA核苷酸序列分析。目前，以16SrRNA序列分析的應用最為廣泛。

2.3.5特異引物PCR

16SrRNA特異引物的設計是建立在大量序列分析基礎之上的。若能設計出一系列特異引物，如屬特異引物，則菌種篩選過程將大為簡化。種特異的引物主要用于鑒定，結(jié)合屬特異引物聯(lián)合應用則可能發(fā)現(xiàn)新種。

3.細菌分類學發(fā)展的研究趨勢

今后細菌分類學的發(fā)展將集中于以下幾個方面：

(1)分析方法的標準化

有研究表明，細菌的脂肪酸、磷脂與醌類組成及含量隨著培養(yǎng)條件的變化而不同[71]。所以化學分類必須建立標準化的方法，這樣定量才有意義，更準確，更具可比性。

(2)多相分類方法的廣泛應用及分子分類法的發(fā)展

由于各種分子生物學技術(shù)方法在分類學中的應用，細菌分類學家的研究重點已不僅是對某個分類單元的分類鑒定，而是通過分子分類的方法把分類與進化緊密的結(jié)合起來。在未來幾年內(nèi)16SrDNA/rRNA作為重要的系統(tǒng)發(fā)育分子仍將發(fā)揮主導作用，但是其它保守分子將更多的用于系統(tǒng)發(fā)育研究，如RNA聚合酶P,HSP60基因，延伸因子Tu,23SrDNA/rRNA,rDNA轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)等。

(3)“在線分類”的發(fā)展

現(xiàn)代細菌分類研究越來越依賴于Internet，我們不僅需要大量的分子生物學和系統(tǒng)發(fā)育分析軟件，更離不開網(wǎng)上豐富的信息資源。因此，Oren和Stackebrandt于2002年提出了原核生物“在線分類”(onlinetaxonomy)的概念[6]。

(4)分類學研究與細菌資源研究結(jié)合

很多科研單位己注意到將系統(tǒng)分類與細菌資源的開發(fā)研究相結(jié)合，例如日本的北理研究所、理化研研究所、明治制藥等。

參考文獻

[1]宋延齡,楊親二,黃永青.物種多樣性研究與保護[M].浙江科學技術(shù)出版社,1998.

[2]BurkholderPR,PfisterMR,LeitzHF.ProductionofapyrroleantibioticbyaMarinebaeterium.AppliedMierobial,1966,14:649-653.

[3]Kersters,K.,Pot,B.,Dewettinck,D.,etal.Indentificationandtypingofbacteriabyproteineletrophoresis.In：PriestPG,Ramos-CormenzanaA,andTyndallBed.Bacterialdiversityandsystematics.NewYork：PlenumPress,1994.

[4]張建麗,劉志恒.鏈霉菌的rep-PCR基因指紋分析.微生物學報,2004,44(4):281-285.

[5]DeSmedt,J.,DeLey,J.Intra-andintergenericsimilaritiesofAgrobacteriumribosomalribonucleicacidcistrons.IntJSystBacteriol,1977,27:222-240.

[6]Oren,A.andStackebrandt,E.Prokaryotetaxonomyonline:challengesahead.Nature,2002,419:15.