บทนำอนุกรมวิธานจุลินทรีย์ การจำแนกจุลินทรีย์ (Introduction of Microbial Taxonomy)

บทนำ

อนุกรมวิธานจุลินทรีย์ 

Introduction of Microbial Taxonomy
(บทนำอนุกรมวิธานจุลินทรีย์ )

 · Haeckel จำแนกสิ่งมีชีวิตเป็น

1.            Plant kingdom

2.            Animal kingdom

3.            Protista kingdom

      Protista kingdom : เป็น Procaryote [No nuclear membrane]

                                    ถ้าเป็น Eukaryote เช่น สาหร่าย รา โปรโตชัว สัตว์ต่างๆ

· Van Leeuvenkoek แบ่งแยก bacteria   เป็นแบบ cocci, bacilli และ spirals

· 1767 Carlron Linne (Carolus linnaeus) เสนอระบบ weighted characters system ที่จัดแบ่ง สิ่งมีชีวิต โดยใช้ลักษณะใดลักษณะหนึ่ง  เสนอให้มีชื่อวิทยาศาสตร์ระดับชนิด (species)  โดยอ้างอิงระบบ Binomial system

· 1915 Buchanan ตีพิมพ์งาน : Studies on the nomenclature and classification of the bacteria ในวารสาร Journal of Bacteriology ดังนี้

-   แบ่งแบคทีเรียเป็น      Family (วงศ์วาน)

         Tribe    (เผ่าพันธุ์)

         Genus  (สกุล)

-   ใช้สัณฐานวิทยา คุณสมบัติทางชีวเคมี

-   ต่อมาตั้ง International committee on systematic bacteriology

· ต่อมา Copeland  เสนอจัดแบ่งสิ่งมีชีวิต เป็น 4 kingdoms

1.      Monera         (no ingestion process)

2.      Protista         (ingestion)

3.      Plant             (multicellular, สังเคราะห์แสง)

4.      Animal          (multicellular, cell differentiation)

· Robert Whitttaker (1969) เสนอจัดแบ่งสิ่งมีชีวิตเป็น 5 kingdoms คือ

1.      Monera         (no ingestion process)

2.      Protista         (ingestion)

3.      Plant             (multicellular, สังเคราะห์แสง)

4.      Animal          (multicellular, cell differentiation)

5.      Fungi           (absorption)

Types of nomenclature

1.            สิ่งมีชีวิตต่าง species : จัดเป็นต่าง species กัน

2.            ใช้เกณฑ์การค้นพบก่อนหลัง : ต้องมีการตีพิมพ์อธิบายลักษณะของชนิดเป็นภาษาลาติน (latin diagnosis)

3.            ใช้ระบบbionomial system : ประกอบด้วยภาษาลาติน ๒ คำ

1.            คำแรก เป็น generic name

2.            คำหลัง เป็น specific epithet เป็นคุณสมบัติหรือลักษณะของสิ่งมีชีวิตนั้น

4.            generic name : เขียนตัวเอียง (italic) หรือขีดเส้นใต้ และขึ้นต้นด้วยตัวใหญ่

5.            specific epithet :ตัวเอียง หรือ ขีดเส้นใต้ เขียนคู่กับ generic name เสมอ

6.            ชื่อที่ใช้เรียกที่ถูกต้องต้องเป็นไปตามกฏนี้

ภาษาลาติน

Musculin (เพศชาย)

Feminine (เพศหญิง)

Gender (ไม่มีเพศ)

ตัวอย่าง ชื่อแบคทีเรีย ที่มาจากภาษาลาติน

Bacillus : เพศชาย หมายถึง ท่อนเล็กๆ

Micrococcus: เพศหญิง หมายถึง เม็ดกลมเล็กๆ

Sarcina: เพศหญิง หมายถึง ลูกบาศก์

Bacillus albus : Bacillus ที่มีสีขาว

Salmonella pollorum : Salmonella ในไก่

Varieties = S. faecalis var. liquefacieus  ย่อย gelatin ได้

       Streptococcus lactis var. maltigens (S. lactis ที่มีกลิ่นเหมือนข้าวมอลต์)

การเทียบเคียงแบคทีเรีย

ตามหนังสือ Bergey’s manual of determinative bacteriology เทียบเคียงตาม

1.            Nutritional requirement (ความต้องการอาหาร)

2.            Physical requirement (ความต้องการด้านกายภาพ)

3.            Cultural requirement (การเจริญในอาหารเลี้ยงเชื้อ)

4.            Morphological characteristic

5.            Metabolic or biochemical characteristic

6.            Chemical composition characteristic

7.            Antigen characteristic

8.            Genetic characteristic

1.            Nutritional requirement

Type	Energy source	Carbon Source	Members
Photolithotroph (photoautotrop)	Light	CO2	Photosynthetic Sulfur bacteria
Photoheterotroph	Light	Organic matter	Purple photosynthetic bact.
Chemolithotroph (Chemoautotroph)	Inorganic  matter	CO2	Hydrogen Bacteria
Chemoheterotroph	Organic matter	Organic matter	Most of organism*

2.            Physical requirement

 เช่น อุณหภูมิ, air, light, pH

_·         Aerobic bacteria                       เจริญเติบโตได้ดีที่มี O₂

_·         Anaerobic bacteria                   เจริญเติบโตได้ดีที่ไม่มี  O₂

_·         Facultative bacteria                  เจริญเติบโตได้ทั้ง ที่มี O₂ และไม่มี O₂

_·         Microaerophilic bacteria          เจริญเติบโตได้ดีที่ที่มี O₂ เล็กน้อย

_·         Chemophilic bacteria               bacteria ที่ชอบ Temp. สูง

_·         Mesophilic                               bacteria ที่ชอบ Temp. ปานกลาง

_·         Psychrophilic                           bacteria ที่ชอบ Temp. ต่ำ

3.            Cultural characteristic

ดู colony ที่ขึ้นบนอาหารเลี้ยงเชื้อ ตามความมัน ด้าน ใส ขุ่น ทึบ pigment ผิว เมือก อื่นๆ

4.            Morphological characteristic

ดูด้วย กล้องจุลทรรศน์ (เลนส์หัวน้ำมัน: oil immersion len) 
เช่น ลักษณะแท่ง กลม เกรียว capsule, cyst,  flagella

5.            Metabolic or biochemical characteristic

       ดูความสามารถในการย่อยสารอาหาร

       ดูการเปลี่ยนสีของอาหารเลี้ยงเชื้อ การเกิดกรด แก๊สหรือการเกิดของสารบางชนิด

6.            Chemical composition characteristic

ใช้เทคนิคแยกโครงสร้างของเซลล์ เช่น การปั่นแยกใช้จำแนกแบคทีเรีย Gram positive

7.            Gram negative (ผนังเซลล์ต่างกัน)

 ดูความสามารถของแบคทีเรียในการเป็น antigen (antigen characteristics)

 ฉีด bacteria เข้าไปในร่างกายสัตว์  แล้วสร้าง antibody เฉพาะ

8.            Genetic characteristic

ดู G+C content

ดู ขนาดของ genome

หาความสัมพันธ์ระหว่าง DNA กับ DNA ใช้เทคนิค DNA hybridization

          หรือ RNA กับ DNA เรียกว่า DNA-RNA hybridisation

การจำแนก แบคทีเรียแบบดั้งเดิม และการใช้ dendrogram จำแนก

1.            ใช้ Artificial system  เป็นการดูรูปร่างภายนอก

2.            Natural system   จัดเป็นพวกๆ สัตว์บก สัตว์น้ำ สัตว์ปีก อื่นๆ

3.            Phylogenetic system  จัดตามวิวัฒนาการ

4.            Numberical taxonomy or Computer taxonomy

วิธี Numberical taxonomy or Computer taxonomy โดย  Sneath and Sokal เป็นการหาเปอร์เซ็นต์ความคล้ายคลึงกันตามข้อ 1-4 ข้างต้น   เปรียบเทียบจำนวนลักษณะที่เหมือนกัน และนำมา เขียน dendrogram ดังตัวอย่างด้านล่าง

Strain	A	B	C	D	E
A	100
B	90	100
C	60	60	100
D	50	50	50	100
E	90	90	60	50	100

** แสดงเมตริกซ์ของอัตราส่วนความคล้ายคลึงของ แบคทีเรีย 5 species ซึ่งแสดงเป็น dendrogram ตามภาพด้านล่าง

	________________________________________________