สายพันธุ์จุลินทรีย์ที่เป็นชุดของลูกหลานจากแยกจุลินทรีย์เดียวซึ่งเป็นผู้ใหญ่ในสื่อที่บริสุทธิ์และมักจะประกอบด้วยของความสำเร็จของสิ่งมีชีวิตที่ได้มาจากอาณานิคมเริ่มต้นเดียวกัน
สายพันธุ์ยังแสดงถึงกลุ่มบุคคลของประชากรของสิ่งมีชีวิตจุลินทรีย์ที่มีลักษณะทางฟีโนไทป์และ / หรือลักษณะทางพันธุกรรมบางอย่างซึ่งทำให้แตกต่างจากชนิดอื่นเล็กน้อยในสายพันธุ์เดียวกัน แต่ความแตกต่างไม่เพียงพอที่จะจัดประเภทเป็นสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน
รูปถ่ายของจานเพาะเชื้อที่มีอาหารเลี้ยงเชื้อที่เป็นของแข็งเสริมด้วยยาปฏิชีวนะที่จุลินทรีย์ที่ทนต่อการเจริญเติบโต (ที่มา: Microrao / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) ผ่าน Wikimedia Commons)
สายพันธุ์นี้เป็น "พื้นฐาน" สำหรับการศึกษาทางจุลชีววิทยาเนื่องจากเป็นการรับรองนักวิทยาศาสตร์ว่าพารามิเตอร์และลักษณะที่ตรวจสอบเกี่ยวกับจุลินทรีย์ชนิดหนึ่งมีความจำเพาะเฉพาะกับสิ่งมีชีวิตชนิดนั้น ๆ นอกจากนี้ยังช่วยให้พวกเขามั่นใจได้ถึงความสามารถในการทำซ้ำของการสอบสวนในทางหนึ่ง
ตัวอย่างเช่นสำหรับการศึกษาอนุกรมวิธานทางจุลชีววิทยาวัตถุประสงค์แรกคือเพื่อให้ได้ "สายพันธุ์" ของสิ่งมีชีวิตที่จะจัดประเภทเนื่องจากด้วยวิธีนี้จึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดลักษณะอนุกรมวิธานแต่ละอย่างที่แยกความแตกต่างของส่วนย่อยนี้ภายใน ของประชากรของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งของจุลินทรีย์ชนิดอื่น ๆ
สายพันธุ์นี้ช่วยให้จุลินทรีย์ชนิดหนึ่งมีชีวิตอยู่และแยกออกจากหลอดทดลองเป็นเวลานานนั่นคืออยู่ห่างไกลจากสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ สามารถรับสายพันธุ์ของจุลินทรีย์หลายชนิดเช่นแบคทีเรียเชื้อราไวรัสโปรโตซัวสาหร่ายเป็นต้น
สำหรับการดูแลรักษาสายพันธุ์จะต้องแยกสายพันธุ์อย่างเข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้สายพันธุ์สัมผัสกับสารปนเปื้อนเช่นสปอร์ของเชื้อราหรือจุลินทรีย์ภายนอกใด ๆ
ลักษณะความเครียด
ทุกสายพันธุ์โดยไม่คำนึงถึงชนิดของจุลินทรีย์ (สายพันธุ์) ที่เป็นตัวแทนจะต้องเป็นไปตามพารามิเตอร์พื้นฐานบางประการ ได้แก่ :
- ต้องเป็นสายพันธุกรรมที่มั่นคงหรือมีความจงรักภักดีทางพันธุกรรมสูง
เป็นสิ่งสำคัญที่บุคคลทั้งหมดที่อยู่ในอาหารเลี้ยงเชื้อจะต้องอยู่ใกล้กันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยพูดทางพันธุกรรม นั่นคือพวกเขาทั้งหมดมาจากบุคคลเดียวกันหรืออย่างน้อยที่สุดก็มาจากประชากรกลุ่มเดียวกัน
- ต้องดูแลรักษาหรือเติบโตได้ง่าย
บุคคลที่อยู่ในสายพันธุ์ต้องดูแลรักษาได้ง่ายในสภาพแวดล้อมในหลอดทดลอง กล่าวอีกนัยหนึ่งจุลินทรีย์บางชนิดไม่สามารถแยกตัวเองออกจากสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติได้ หากสิ่งเหล่านี้เติบโตได้ยากในสื่อภายนอกชีววิทยาของพวกมันสามารถเปลี่ยนแปลงได้ง่ายโดยมีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยกับสภาพแวดล้อมที่พวกมันถูกแยกไว้ในห้องปฏิบัติการ
- ต้องมีการเติบโตและพัฒนาการอย่างรวดเร็วภายใต้สภาวะที่เหมาะสม
หากจุลินทรีย์ที่แยกได้ไม่พัฒนาอย่างรวดเร็วภายในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ใช้เพื่อการนี้อาจเป็นการยากที่จะเก็บรักษาไว้เพื่อการศึกษาเนื่องจากสามารถทำให้สารอาหารในสภาพแวดล้อมหมดไปเปลี่ยนระยะหรือลดทอนความอยู่รอดของพวกมันได้ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ .
- ต้องแสดงลักษณะและพารามิเตอร์ที่กำหนดไว้
สายพันธุ์ของจุลินทรีย์ที่แยกได้จะต้องมีลักษณะทั่วไปที่เกี่ยวข้องเหมือนกันและเฉพาะเจาะจงกับบุคคลที่มีลักษณะเหมือนกัน ลักษณะเหล่านี้ต้องคงที่ตลอดเวลา
- ใช้งานง่าย
โดยทั่วไปสายพันธุ์ที่ใช้ในการตรวจสอบตามปกติไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือหรือโปรโตคอลที่เข้มงวดหรือซับซ้อนเกินไป เพื่อให้แน่ใจว่าทั้งนักศึกษาและนักวิจัยใหม่สามารถรักษาความต่อเนื่องของการศึกษาได้ตลอดเวลา
ID
การระบุโมเลกุล
มีวิธีการต่างๆในการระบุสายพันธุ์ที่แยกได้ใหม่ อย่างไรก็ตามในปัจจุบันเทคนิคที่แม่นยำรวดเร็วและเรียบง่ายที่สุดในการระบุตัวตนของเกือบทุกชนิดคือการวิเคราะห์ลำดับพันธุกรรมบางส่วนที่ประกอบกันเป็นจีโนมของแต่ละบุคคล
โดยปกติแล้วการวิเคราะห์เหล่านี้จะดำเนินการโดยการขยายขอบเขตเฉพาะของ DNA ด้วยเทคนิค PCR (Polymerase Chain Reaction) เทคนิคเหล่านี้แตกต่างกันไปตามขอบวงศ์และชนิดของจุลินทรีย์ที่ต้องการเอกลักษณ์ โดยทั่วไปภูมิภาคเหล่านี้:
- ภูมิภาคที่รหัสสำหรับไรโบโซมอาร์เอ็นเอ
- ยีนที่เป็นรหัสสำหรับหน่วยย่อยของโปรตีนที่มีส่วนร่วมในการหายใจ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าสิ่งมีชีวิตเป็นแบบแอโรบิค)
- ขอบเขตทางพันธุกรรมที่รหัสสำหรับไมโครฟิลาเมนต์ของแอกติน (ส่วนหนึ่งของโครงร่างเซลล์)
- บริเวณพันธุกรรมบางส่วนของคลอโรพลาสต์หรือหน่วยย่อยของโปรตีนที่มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์แสง (สำหรับสาหร่ายและไซยาโนแบคทีเรียบางชนิดและสำหรับพืชทุกชนิด)
เมื่อขยายส่วนของจีโนมเหล่านี้สำเร็จแล้วจะมีการจัดลำดับตามลำดับเพื่อกำหนดลำดับของนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบเป็นบริเวณของจีโนมเหล่านี้ ซึ่งทำได้โดยใช้เทคนิค NGS (Next Generation Sequencing) ด้วยอุปกรณ์พิเศษที่เรียกว่า sequencers
ภูมิภาคที่เรียงลำดับจะถูกเปรียบเทียบกับลำดับของจุลินทรีย์ประเภทนี้ที่รายงานไปแล้วก่อนหน้านี้ซึ่งเป็นไปได้โดยใช้ตัวอย่างเช่นฐานข้อมูลที่ฝากไว้บนเว็บไซต์ GenBank (https: // www. ncbi.nlm.nih.gov/genbank/)
การระบุสัณฐานวิทยา
ในห้องปฏิบัติการที่ไม่มีเครื่องมืออณูชีววิทยาเพื่อวิเคราะห์ลักษณะทางพันธุกรรมจะใช้พารามิเตอร์ฟีโนไทป์อื่น ๆ เพื่อระบุสายพันธุ์ของจุลินทรีย์หลายชนิด อีกครั้งลักษณะฟีโนไทป์ที่ศึกษานั้นแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสิ่งมีชีวิตไฟลัมวงศ์และชนิดที่พิจารณา มีการศึกษาพารามิเตอร์เหล่านี้:
- ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของจุลินทรีย์ในอาหารเลี้ยงเชื้อ คุณสมบัติต่างๆเช่นสีรูปร่างพื้นผิวประเภทของการเจริญเติบโตและด้านอื่น ๆ จะสังเกตเห็น
- การวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมโดยใช้เครื่องมือทางชีวเคมี มีการศึกษาการผลิตสารทุติยภูมิสารประกอบทางเคมีที่ถูกขับออกและอื่น ๆ
- การจำแนกลักษณะและการตกผลึกของโปรตีน โปรตีนภายในของจุลินทรีย์ถูกสกัดและศึกษาอย่างอิสระ
สิ่งปกติในการศึกษาทางจุลชีววิทยาคือการศึกษาลักษณะของสายพันธุ์ด้วยการระบุทั้งสองประเภทนั่นคือทั้งโดยการสังเกตทางสัณฐานวิทยาและการวิเคราะห์โมเลกุล
การแยกสายพันธุ์
การแยกสายพันธุ์เกี่ยวข้องกับเทคนิคหลายอย่างที่ใช้ในการแยกจุลินทรีย์ชนิดหนึ่งออกจากอีกชนิดหนึ่ง ความสามารถในการแยกสายพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตที่น่าสนใจเป็นสิ่งสำคัญในการกำหนดลักษณะที่กำหนดอย่างถูกต้อง
เทคนิคการแยกสายพันธุ์ส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นในช่วงศตวรรษที่ 19 โดยบรรพบุรุษของจุลชีววิทยา Louis Pasteur และ Robert Koch ทั้งคู่พยายามอย่างมากที่จะได้รับการเพาะเลี้ยงเซลล์บริสุทธิ์ (สายพันธุ์) ของจุลินทรีย์ที่พวกเขาศึกษา
ที่มา: Sentebrinka / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) ผ่าน Wikimedia Commons
เพื่อให้ได้มาซึ่งการเพาะเลี้ยงเซลล์เหล่านี้พวกเขาได้สำรวจเทคนิคและเครื่องมือที่หลากหลายตั้งแต่การใช้ไม้จิ้มฟันที่ปราศจากเชื้อไปจนถึงความแตกต่างขององค์ประกอบของอาหารเลี้ยงเชื้อที่จุลินทรีย์ที่พวกเขาศึกษาได้เตรียมที่จะเติบโต
เทคนิคการแยกสายพันธุ์
ในปัจจุบันเทคนิคทั้งหมดที่นักวิจัยพัฒนาและใช้และเทคนิคที่ทันสมัยกว่านั้นได้ถูกรวบรวมออกเป็น 6 ประเภท ได้แก่ :
- รอยขีดข่วนรอยขีดข่วนหรือรอยขีดข่วน : ใช้เครื่องมือที่ละเอียดและปลายแหลมในสถานที่ที่พบจุลินทรีย์ (โดยเฉพาะสำหรับวัฒนธรรมที่ปลูกในหลอดทดลองในอาหารที่เป็นของแข็ง) ตัวกลางที่เป็นของแข็งที่อุดมด้วยสารอาหารที่ปราศจากเชื้อถูกขีดข่วนเมื่อสัมผัสกับจุลินทรีย์
- การแช่หรือฟิวชั่นในตัวกลาง : ตัวอย่างจุลินทรีย์ขนาดเล็กถูกนำมา (อาจเหมือนกับตัวอย่างที่ถ่ายในเทคนิคก่อนหน้านี้) และวางไว้ในตัวกลางการเจริญเติบโตในสภาพของเหลววุ้นจะถูกเพิ่มเพื่อทำให้แข็งตัวและ รอให้เย็น อาณานิคมจะเห็นก็ต่อเมื่อจุลินทรีย์มีการพัฒนาสูง
- การเจือจางแบบอนุกรม : ตัวอย่างจากสถานที่เดิมที่เก็บรวบรวมพันธุ์จะถูกเจือจางอย่างต่อเนื่องในอาหารที่ปราศจากเชื้อที่ปราศจากจุลินทรีย์อื่น ๆ การเจือจางจะ "เพาะ" บนตัวกลางที่เป็นของแข็งและคาดว่าอาณานิคมจะปรากฏ
- อาหารเลี้ยงเชื้อเฉพาะ : เป็นอาหารเลี้ยงเชื้อที่อนุญาตให้เจริญเติบโตเฉพาะจุลินทรีย์ที่สนใจเท่านั้น นั่นคือมันมีส่วนประกอบหรือสารอาหารที่ทำให้แยกการเจริญเติบโตของสายพันธุ์ได้เท่านั้น
- การแยกด้วยมือหรือทางกล : ตัวอย่างขนาดเล็กของจุลินทรีย์ที่จะแยกถูกวางไว้และผ่านกล้องจุลทรรศน์มีความพยายามที่จะแยกสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดออกจากส่วนที่เหลือของบุคคลที่อยู่รอบ ๆ
บางส่วนของเทคนิคเหล่านี้ใช้ง่ายกว่าวิธีอื่น ๆ อย่างไรก็ตามนักวิจัยใช้พวกมันตามลักษณะทางชีววิทยาของสิ่งมีชีวิตที่ศึกษา
อ้างอิง
- เดอครูฟ, P. (1996). นักล่าจุลินทรีย์ Houghton Mifflin Harcourt
- Dijkshoorn, L. , Ursing, BM, & Ursing, JB (2000). สายพันธุ์โคลนและสายพันธุ์: ความคิดเห็นเกี่ยวกับแนวคิดพื้นฐานสามประการของแบคทีเรียวิทยา วารสารจุลชีววิทยาทางการแพทย์, 49 (5), 397-401.
- มาร์กซ์, V. (2016). จุลชีววิทยา: เส้นทางสู่การระบุระดับความเครียด วิธีธรรมชาติ, 13 (5), 401-404.
- Willey, JM, Sherwood, L. และ Woolverton, CJ (2009) หลักการทางจุลชีววิทยาของเพรสคอตต์ บอสตัน (MA): การศึกษาระดับอุดมศึกษาของ McGraw-Hill
- วิลเลียมส์ JA (Ed.) (2011) วิศวกรรมความเครียด: วิธีการและโปรโตคอล (ฉบับ 765, หน้า 389-407) นิวยอร์ก: Humana Press