在微生物学中,菌落形态学指的是在琼脂平板上观察细菌或真菌菌落的视觉外观。对菌落形态的检查是识别未知微生物的第一步。微生物学家系统地评估菌落的外观,聚焦于大小、形状、颜色、不透明度及一致性等特征,提供了识别有机体的线索,使他们能选择适当的测试来进行确定的识别。
当样本抵达微生物实验室时,它会被接种到琼脂平板上,并放置在培养箱中以促进微生物的生长。菌落的外观随着生长而变化,因此在接种后的特定时间检查菌落形态。
通常,平板会在接种后18到24小时进行观察,但慢生长的有机体(如真菌)可能需要更长的时间。微生物学家将检查菌落的外观,并注意像大小、颜色、形状、一致性和不透明度等具体特征。可以使用手持放大镜或放大镜来更详细地观察菌落。
菌落的透明度可以描述为透明、半透明或不透明。比如,葡萄球菌通常是非透明的,而许多链球菌属的物种则是半透明的。
菌落的整体形状可能被特征化为圆形、不规则或小点状(如针尖)。菌落的垂直生长或突起也是另一个识别特征,这可以通过侧斜琼脂平板来评估,形状会被描绘为平坦、突起、圆凸、隆起(非常凸起)、中央凹陷或有隆起点等。菌落边缘可用光滑、粗糙、不规则和丝状等术语来描述。比如,炭疽杆菌的丝状外观,有时被形容为类似于美杜莎的头部。
一致性是通过用无菌工具物理操作菌落来检查的,可以使用脆的、奶油状的、粘稠的和干燥的等术语来描述。葡萄球菌被认为具有奶油状的一致性,而一些奈瑟氏菌属的物种为粘稠,白喉杆菌和β溶血性链球菌的菌落则通常为干燥状态。
某些产生胶囊的细菌通常具有粘稠(黏液状)的一致性。当某些微生物在血琼脂上生长时,它们可能会消化培养基中的血液,导致琼脂板上的可见溶血(红血球的破坏)。在菌落形态学中,溶血被分类为三种类型:α溶血、β溶血和γ溶血。 α溶血中,血液部分消化,导致菌落周围区域变绿。 β溶血中,生物体完全消化血液,导致每个菌落周围留下一个清晰的区域。那些不会产生溶血的有机体则被称为γ溶血。
产生气味的菌落有时被视为菌落形态的一部分。虽然不建议故意嗅闻微生物培养物,但某些生物体会产生独特的气味,可以在例行检查培养物时检测到。
例如,绿脓杆菌有着类似葡萄的气味;金黄色葡萄球菌则被认为闻起来像老袜子,而变形杆菌的气味则被交替描述为腐臭或像巧克力蛋糕。其他菌落形态的独特特征包括运动性和色素的产生。绿脓杆菌会产生青色素和绿色素,给菌落带来绿色光泽。
某些红色变形杆菌会生成一种称为丽红的橙红色素。有些有扩展运动能力的生物体(如变形杆菌属)则表现出从接种点向外扩展的同心圆波状生长。
菌落形态学作为从临床样本中识别微生物物种的第一步,根据菌落的视觉外观,微生物学家能够缩小可能的有机体清单,使他们能够选择适当的测试进行确定的诊断。
例如,如果微生物学家观察到菌落类似于葡萄球菌属的形状,他们可能会进行催化酶测试来确认它属于葡萄球菌属,并进行凝固酶测试来确定它是凝固酶阴性葡萄球菌还是更具致病性的物种,如金黄色葡萄球菌。溶血的观察对于链球菌的预先识别非常有用,因为它们依据溶血反应进行分类。
例如,造成喉咙痛和猩红热的链球菌pyogenes会显示出β溶血,而可能引发肺炎和脑膜炎的链球菌肺炎则显示出α溶血。高度致病性的金黄色葡萄球菌在典型情况下会显示出β溶血,而表皮葡萄球菌作为皮肤正常菌群的一部分,偶尔成为机会性病原体时,则显示得很弱或根本不产生溶血。
尽管现代化技术如MALDI-TOF越来越多地用于识别临床实验室中的微生物,但菌落形态学仍然对于区分必须识别的潜在病原体和正常菌群(不需要进行确定识别)非常有用,并且在自动化技术给出不确定结果时可用于确认识别。
这些庞大的微生物世界中,菌落的形态和气味是否能成为你深入探索微生物辨识的启发?