›
›

Các nhóm vi khuẩn chủ yếu

pdf 106 trang phuongnguyen 6090
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Các nhóm vi khuẩn chủ yếu", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfcac_nhom_vi_khuan_chu_yeu.pdf

Nội dung text: Các nhóm vi khuẩn chủ yếu

  1. SÁCH Các nhóm vi khuẩn chủ yếu
  2. Các nhóm vi khuẩn chủ yếu Theo quan điểm hiện đại (NCBI- National Center for Biotechnology Information, 2005) thì vi khuẩn bao gồm các ngành sau đây : 1. -Aquificae 2. -Thermotogae 3. -Thermodesulfobacteria 4. -Deinococcus-Thermus 5. -Chrysiogenetes 6. -Chloroflexi 7. -Nitrospirae 8. -Defferribacteres 9. -Cyanobacteria 10. -Proteobacteria 11. -Firmicutes 12. -Actinobacteria 13. -Planctomycetes 14. -Chlamydiae/Nhóm Verrucomicrobia 15. -Spirochaetes 16. -Fibrobacteres /Nhóm Acidobacteria 17. -Bacteroidetes/Nhóm Chlorobia 18. -Fusobacteria 19. -Dictyoglomi Việc phân ngành dựa trên các đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa, sinh thái Căn cứ vào tỷ lệ G + C trong ADN người ta xây dựng được cây phát sinh chủng loại (Phylogenetic tree) và chia vi khuẩn thành 11 nhóm sau đây : 1. -Nhóm Oxy hoá Hydrogen 2. -Nhóm Chịu nhiệt 3. -Nhóm Vi khuẩn không lưu huỳnh màu lục 4. -Nhóm Deinococcus 5. -Nhóm Vi khuẩn lam 6. -Nhóm Proteobacteria 7. -Nhóm Chlamydia 8. -Nhóm Planctomyces 9. -Nhóm Spirochaetes (Xoắn thể) 10. -Nhóm Vi khuẩn lưu huỳnh màu lục 11. -Nhóm Cytophaga 12. Nhóm Vi khuẩn Gram dương
  3. Sơ đồ về các loài điển hình Để có khái niệm về các chi vi khuẩn thường gặp chúng ta làm quen với một số khoá phân loại đơn giản, dựa trên các đặc điểm về hình thái, sinh lý , sinh hoá. Trong thực tiễn với các loài vi khuẩn gây bệnh người ta thường chẩn đoán thêm bằng phản ứng huyết thanh (với các kháng thể đặc hiệu) 1.Vi khuẩn quang hợp (Phototrophic bacteria) : 1.1.Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía (Purple sulfur bacteria): Thuộc nhóm này là các vi khuẩn kỵ khí bắt buộc, có khả năng quang tự dưỡng vô cơ (photolithoautotroph), tế bào có chứa chlorophyll a hoặc b , hệ thống quang hợp chứa các màng hình cầu hay hình phiến (lamellar) gắn với màng sinh chất. Để dùng làm nguồn cho điện tử (electron donors) trong quang hợp thường sử dụng H2, H2S hay S. Có khả năng di động với tiên mao mọc ở cực, có loài chu mao, tỷ lệ G+C là 45-70%. a- Họ Chromatiaceae: 1.1.1- Chi Thiospirium 1.1.2. Chi Chromatium 1.1.3. Chi Thiocapsa 1.1.4. Chi Thiocystis 1.1.5. Chi Thiospirillum 1.1.6. Chi Thiorhodovibrio 1.1.7. Chi Amoebobacter 1.1.8. Chi Lamprobacter 1.1.9. Chi Lamprocystis 1.1.10.Chi Thiodyction 1.1.11.Chi Thiopedia 1.1.12. Chi Rhabdochromatium 1.1.13. Chi Thiorhodococcus
  4. Chromatium Thiocapsa Thiocystis Thiospirillum
  5. Lamprocystis Thiopedia b- Họ Ectothiorhodospiraceae: 1.1.14- Chi Ectothiorhodospirace 1.1.15- Chi Halorhodospira 1.2-Vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía (Nonsulfure purple bacteria) Vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía là nhóm vi khuẩn quang dị dưỡng hữu cơ (photoorganoheterotrophs) thường kỵ khí bắt buộc, một số loài là quang tự dưỡng vô cơ không bắt buộc (trong tối là hoá dị dưỡng hữu cơ- chemoorganoheterotrophs). Tế bào chứa chlorophyl a hoặc b, hệ thống quang hợp chứa các màng hình cầu hay hình phiến (lamellar) gắn với màng sinh chất. Để dùng làm nguồn cho điện tử (electron donors) trong quang hợp thường sử dụng chất hữu cơ, đôi khi sử dụng hợp chất lưu huỳnh dạng khử hoặc H2. Có khả năng di động với tiên mao mọc ở cực, hoặc không di động, một số loài có túi khí (gas vesicles), tỷ lệ G+C là 61-72%. 1.2.1- Chi Blastochloris 1.2.2- Chi Phaeospirillum 1.2.3- Chi Rhodobacter 1.2.4- Chi Rhodobium 1.2.5- Chi Rhodocista
  6. 1.2.6- Chi Rhodocyclus 1.2.7- Chi Rhooferax 1.2.8- Chi Rhodomicrobium 1.2.9- Chi Rhodoplanes 1.2.10-Chi Rhodopila 1.2.11- Chi Rhodopseudomonas 1.2.12- Chi Rhodospira 1.2.13- Chi Rhodospirillum 1.2.14- Chi Rhodothalassium 1.2.15- Chi Rhodovibrio 1.2.16-Chi Rhodovulum 1.2.17- Chi Rosespira 1.2.18- Chi Rubiviva Rhodospirillum Rhodospirillum dưới KHV điệntử
  7. Rhodopseudomonas Rhodopseudomonas dưới KHV điện tử Rhodobacter Rhodopila
  8. Rhodocyclus purpureus Rhomicrobium 1.3.Vi khuẩn lưu huỳnh màu lục (Green sulfure bacteria) Thuộc nhóm này là các vi khuẩn kỵ khí bắt buộc, có khả năng quang tự dưỡng vô cơ (photolithoautotroph), tế bào có chứa chlorophyll a cùng với b , c hoặc e, chứa caroten nhóm 5, hệ thống quang hợp liên quan đến các lục thể (chlorosom) và độc lập đối với màng sinh chất. Để dùng làm nguồn cho điện tử (electron donors) trong quang hợp thường sử dụng H2, H2S hay S . Hạt lưu huỳnh tích luỹ bên ngoài tế bào Không có khả năng di động , một số loài có túi khí; tỷ lệ G+C là 48-58%. 1.3.1- Chi Chlorobium 1.3.2- Chi Prosthecochloris 1.3.3- Chi Pelodictyon 1.3.4- Chi Ancalichliris 1.3.5- Chi Chloroherpeton
  9. Chlorobium Pelodictyon Prosthecochloris 1.4.Vi khuẩn không lưu huỳnh màu lục (Green nonsulfur bacteria) Thuộc nhóm này là các vi khuẩn đa bào, dạng sợi,thường kỵ khí không bắt buộc ,thường là quang dị dưỡng (photoheterotroph), có loài quang tự dưỡng hoặc hoá dị dưỡng. Tế bào có chứa chlorophyll a và c, trong điều kiện kỵ khí thấy có chlorosom. Để dùng làm nguồn cho điện tử (electron donors) trong quang dị dưỡng là glucose, axit amin, axit hữu cơ; trong quang tự dưỡng là H2, H2S. Di động bằng phương thức trườn (gliding) , tỷ lệ G+C là 53-55%. Chi điển hình là Chloroflexus., Chloronema
  10. Chloronema Chloroflexus 1.5- Vi khuẩn lam (Ngành Cyanobacteria) Trước đây thường nhầm lẫn là Tảo lam (Cyanophyta). Thực ra đây là những cơ thể nhân nguyên thuỷ, không liên quan gì đến tảo , ngoài khả năng quang hợp hiếu khí (quang tự dưỡng vô cơ) và dùng H2O làm chất cho điện tử trong quá trình quang hợp. Vi khuẩn lam chứa chlorophyll a và phycocyanin- phycobiliprotein. Một số loài có sắc tố đỏ phycoerythrin. Chúng phối hợp với sắc tố lục tạo nên màu nâu. Màng liên kết với phycobilisom. Đơn bào hoặc đa bào dạng sơi. Không di động hoặc di động bằng cách trườn (gliding), một số loài có túi khí (gas vesicles).Nhiều loại có dị tế bào (heterocysts) và có khả năng cố định nitơ. Vi khuẩn lam có mặt ở khắp mọi nơi, trong đất, trên đá, trong suối nước nóng, trong nước ngọt và nước mặn. Chúng có năng lực chống chịu cao hơn so với thực vật đối với các điều kiện bất lợi như nhiệt độ cao, pH thấp. Một số loài có khả năng sống cộng sinh với các cơ thể khác như Rêu, Dương xỉ, Tuế Nhiều loài cộng sinh với nấm để tạo ra Địa y (Lichen). Vi khuẩn lam có thể là sinh vật xuất hiện sớm nhất trên Trái đất Vi khuẩn lam được chia thành 5 nhóm (subsection) như sau: a- Nhóm I (có tác giả gọi là bộ Chroococcales): Hình que hoặc hình cầu đơn bào, không có dạng sợi hay dạng kết khối (aggregate); phân đôi hoặc nẩy chồi; không có dị tế bào (heterocytes). Hầu hết không di động. Tỷ lệ G+C là 31-71% . Các chi tiêu biểu là: -Chamaesiphon -Chroococcus -Gloeothece -Gleocapsa
  11. -Prochloron Chamaesiphon Chroococcus Glooeothece Gleocapsa
  12. Prochloron b-Nhóm II (có tác giả gọi là bộ Pleurocapsales): Hình que hoặc hình cầu đơn bào. có thể tạo dạng kết khối (aggregate); phân cắt nhiều lần tạo ra các baeocytes; không có dị tế bào.Chỉ có các baeocytes là có di động. Tỷ lệ G+C là 40-46% . Các chi tiêu biểu là: -Pleurocapsa -Dermocapsa -Chroococcidiopsis Pleurocapsa Dermocapsa Chroococcidiopsis c-Nhóm III (có tác giả gọi là bộ Oscillatorriales):
  13. Dạng sợi (filamentous) ; dạng lông (trichome) không phân nhánh chỉ có ở các tế bào dinh dưỡng; phân đôi trên mặt phẳng, có kiểu đứt đoạn (fragmentation); không có dị tế bào; thường di động. Tỷ lệ G+C là 34-67%. Các chi tiêu biểu là: -Lyngbya -Osscillatoria -Prochlorothrix -Spirulina -Pseudanabaena Lyngbya Oscillatoria Prochlorothrix Spirulina Pseudanabaena d-Nhóm IV (có tác giả gọi là bộ Nostocales) : Dạng sợi ; dạng lông (trichome) không phân nhánh có thể chứa các tế bào biệt hoá (specialized cell) ; phân đôi trên mặt phẳng, có kiểu đứt đoạn tạo thành đoạn sinh sản (hormogonia) ; có tế bào dị hình ; thường di động có thể sản sinh bào tử màng dày (akinetes). Tỷ lệ G+C là 38-47%. Các chi tiêu biểu là :
  14. -Anabaena -Cylindrospermum -Aphanizomenon -Nostoc -Scytonema -Calothrix Anabaena Anabaena trong Bèo hoa dâu
  15. Cylindrospermum Calothrix Nostoc Scytonema e-Nhóm V (có tác giả gọi là bộ Stigonematales) : Lông (trichome) dạng sợi, phân nhánh hoặc do các tế bào nhiều hơn một chuỗi tạo thành ; phân đôi theo nhiều mặt phẳng, hình thành đoạn sinh sản (hormogonia) ; có tế bào dị hình ; có thể sản sinh bào tử màng dày ( alkinetes), có hình thái phức tạp và biệt hóa (differentiation). Tỷ lệ G+C là 42-44%. Các chi tiêu biểu là : -Fischerella -Stigonema -Geitlerinema
  16. Fischerella Geitlerinema Theo NCBT (2005) thì Vi khuẩn lam bao gồm những bộ sau đây: -Chlorococcales -Gloeobacteria -Nostocales -Oscillatoriales -Pleurocapsales -Prochlorales 2- Vi khuẩn sinh nội bào tử (Endospore-forming bacteria): A-Vi khuẩn hình cầu
  17. 2.1- Chi Sporosarcina AA-Vi khuẩn hình que B-Kỵ khí bắt buộc C-Sinh trưởng được ở nồng độ 3-12% NaCl 2,2- Chi Sporohalobacter CC-Không sinh trưởng được ở nồng độ 3-12% NaCl D-Khử sulfat 2.3- Chi Desulfotomaculum DD-Không khử sulfat E-Phân giải Axit 3-hydroxybenzoic 2.4- Chi Sporomaculum EE- Không phân giải Axit 3-hydroxybenzoic F- Chiều rộng của tế bào > 2,5mm 2.5- Chi Oscillosporia FF- Chiều rộng của tế bào 10% NaCl 2.10- Halobacillus DD-Không sinh trưởng trên môi trường > 10% NaCl E-Có thể phân giải Thiamin
  18. 2.11- Aneurinibacillus EE- Không có thể phân giải Thiamin F-Có chứa acid béo vòng w trong lipid 2.12- Alicycolobacillus FF- Không chứa acid béo vòng w G- Có thể tạp giao với 515F (chạy PCR) 2.13- Paenibacillus GG- Không thể tạp giao với 515F H- Có thể tạp giao với 1741F (chạy PCR) 2.14- Brevibacillus HH- Không thể tạo giao với 1741F I-Phân giải quặng pyrit 2.15- Sulfidobacillus II- Không phân giải quặng pyrit 1.16- Bacillus Sporosarcina Desulfotomaculum Clostridium
  19. Paenibacillus Bacillus 3- Trực khuẩn Gram âm, lên men , hiếu khí hoặc kỵ khí không bắt buộc A- Catalase dương tính, không di động hay di động nhờ tiên mao ở cực B- Thường di động nhờ tiên mao ở cực, không ký sinh ở động vật có xương sống Họ Vibrionaceae 3.1- Chi Aeromonas 3.2- Chi Enhydrobacter 3.3- Chi Photobacterium 3.4- Chi Pleisiomonas 3.5- Chi Vibrio BB- Không di động, ký sinh ở động vật có xương sống Họ Pasteurellaceae 3.6- Chi Actinobacillus 3.7- Chi Haemophilus 3.8-Chi Pasteurella AA- Catalase âm tính, không di động hay di động nhờ chu mao Họ Enterobacteriaceae
  20. 3.9- Chi Proteus 3.10-Chi Enterobacter 3.11-Chi Pantoea 3.12-Chi Rhanella ` 3.13-Chi Providencia 3.14-Chi Morganella 3.15-Chi Tatumella 3.16-Chi Salmonella 3.17-Chi Edwardisiella 3.18-Chi Citrobacter 3.19-Chi Budvicia 3.20-Chi Pragia 3.21-Chi Leminorella 3.22-Chi Serratia 3.23-Chi Xenorhabdus 3.24-Chi Klebsiella 3.25-Chi Kluyvera 3.26-Chi Yersinia 3.27-Chi Cedecea 3.28-Chi Ewingella 3.29-Chi Buttiauxella 3.30-Chi Moellerlla 3.31-Chi Leclecia
  21. 3.32-Chi Escherichia 3.33-Chi Yokenlla 3.34-Chi Hafnia 3.35-Chi Tatumella Aeromonas Photobacterium Vibrio Vibrio Actinobacillus Proteus Pasteurella Pasteurella Enterobacter
  22. Morganella Salmonella Salmonella Yersinia Citrobacter Serratia Serratia Klebsiella Klebsiella Escherichia 4-Trực khuẩn Gram âm , không lên men , hiếu khí hoặc kỵ khí không bắt buộc A- Sinh trưởng được ở 60°C
  23. B-Tế bào lớn, chiều rộng 1,3-1,8mm 4.1- Chi Thermomicrobium BB-Tế bào nhỏ, chiều rộng 0,4-0,8mm C-Có thể dùng glucose làm nguồn carbon D-Sinh trưởng được ở pH 4,5 4.2- Chi Acidothermus DD-Không sinh trưởng được ở pH 4,5 4.3- Chi Thermus CC-Không thể dùng glucose làm nguồn carbon duy nhất 4.4- Chi Thermoleophilum AA- Không sinh trưởng được ở 60°C B-Có thể oxy hoá etanol thành axit axetic C-Có thể oxy hoá etanol tới CO2 và H2O D-Có thể oxy hoá acid DL-lactic tới CO2 và H2O 4.5- Chi Acetobacter DD-Không oxy hoá acid DL-lactic tới CO2 và H2O 4.6- Chi Acidomonas CC-Không thể oxy hoá ethanol tới CO2 và H2O D-Có thể oxy hoá acid DL-lactic tới CO2 và H2O 4.7- Chi Frateuria DD-Không oxy hoá acid DL-lactic tới CO2 và H2O 4.8- Chi Gluconobacter BB-Không oxy hoá etanol thành acid acetic
  24. C-Có thể cố định Nitơ ngoài cơ thể D-Có thể cố định Nitơ trong điều kiện hiếu khí E-Có thể sinh bào xác (cysts) 4.9-Chi Azotobacter EE-Không sinh bào xác F-Có lipoid trong phần cực của tế bào 4.10-Chi Beijerinckia FF-Không có lipoid trong phần cực tế bào G-Tế bào rộng > 2,0mm 4.11- Chi Azomonas GG- Tế bào rộng < 2,0mm 4.12- Chi Derxia DD- Có thể cố định nitơ trong điều kiện vi hiếu khí E-Tiên mao thường mọc ở cực F-Trong đất, có thể trao đổi carbohydrat 4.13- Chi Agromonas FF-Trong nước, không trao đổi carbohydrat 4.14-Loài Aquaspirillum fasciculus EE-Chu mao F-Sinh trưởng và cố định nitơ ở pH < 3,0 4.5- Loài Acetobacter diazotrophicus FF-Không sinh trưởng và cố định nitơ ở pH < 3,0 4.15- Chi Xanthobacter
  25. CC- Không thể cố định nitơ ngoài cơ thể D-Hình thành nốt sần trong rễ, trong thân thực vật, có thể cố định nitơ từ không khí. E-Sinh acid trên môi trường Thạch-Cao nấm men-Mannit F-Có thể dùng DL-Arginin, L-Histidin làm nguồn nitơ duy nhất. 4.16- Chi Rhizobium FF- Không thể dùng DL-Arginin , L-Histidin làm nguồn nitơ duy nhất 4.17- Chi Sinorhizobium EE-Không sinh acid trên môi trường Thạch- Cao nấm men- Mannit F-Có Dihydrolase arginin và Decarbocylase lysin 4.18- Chi Azorhizobium FF-Không có Dihydrolase arginin và Decarboxylase lysin 4.19-Chi Bradyrhizobium DD- Không sinh nốt sần trong cơ thể để cố định nitơ E- Sinh khối u ở rễ thực vật 4.20- Chi Agrobacterium EE- Không sinh khối u ở rễ thực vật F-Cố định nitơ ở mặt lá 4.21- Chi Phyllobacterium FF-Không cố định nitơ ở mặt lá G-Có thể dùng hợp chất 1 carbon làm nguồn carbon duy nhất
  26. H-Có tích luỹ PHB trong tế bào I-Gây bệnh thực vật 4.22-Chi Rhizobacter II- Không gây bệnh thực vật J-Không di động 4.23- Loài Paracoccus denitrificans/ Paracoccus alcaliphalus JJ-Di động K-Nhuộm Gram dương tính hoặc khả biến 4.15- Chi Xanthobacter KK- Không như trên 4.24- Chi Methylobacter HH-Không tích luỹ PHB trong tế bào I-Có thể dùng methane làm nguồn carbon duy nhất K-Di động 4.25- Chi Methylomonas KK-Không di động 4.26-Chi Methylococcus II- Không thể dùng methane làm nguồn C duy nhất J-Catalase dương tính K-Sinh trưởng cần NaCl
  27. 4.27- Chi Methylophaga KK- Sinh trưởng không cần NaCl 4.28- Chi Methylophilus JJ-Catalase âm tính 4.29- Chi Methylobacillus GG- Không thể dùng hợp chất 1 carbon làm nguồn carbon duy nhất H-Sinh trưởng cần NaCl hay nước biển I- Không di động 4.30- Chi Mesophilobacter II- Di động J-Có gelatinase 4.31- Chi Alteromonas JJ-Không có gelatinase K-Có tích luỹ PHB L-Sử dụng glucose M-Có esterase 4.32- Chi Deleya MM-Không có esterase 4.33- Loài Oceanospirillum kriegii LL- Không sử dụng glucose 4.33- Loài Oceanospirillum jannaschii KK- Không tích luỹ PHB L- Sinh axít từ mannit
  28. 4.34- Chi Marinomonas LL- Không sinh axít từ mannit 4.36- Chi Pseudomonas (P.stanieri, P.perfectomarina, P.doudoroffii, P.nautica) HH- Sinh trưởng không cần NaCl hay nước biển I- Có tự dưỡng hydrogen J-Có tiên mao ở cực hay gần cực K-Khuẩn lạc màu vàng L-Không sinh trưởng ở 520C 4.35- Chi Hydrogenophaga LL- Sinh trưởng ở 520C 4.36- Loài Ps. hydrogenothermophila KK- Khuẩn lạc không màu vàng 4.36- Chi Pseudomonas (P. saccharophila, P.facillis, P.hydrogenovora) JJ- Có chu mao thưa 4.50- Chi Alcaligenes (A.paradoxus, biovar, A.eutrophus, A.latus, A.denitrificans subsp. xylosoxidans) II- Không có tự dưỡng hydrogen J- Di động K- Tiên mao mọc ở cực L-Catalase dương tính 4.36~47 –Chi Pseudomonas LL-Catalase âm tính 4.48- Chi Xanthomonas
  29. KK- Chu mao L-Sinh acid từ đường 4.49- Chi Ochrobactrum LL-Không sinh acid từ đường 4.50- Chi Alcaligenes JJ- Không di động K-Khuẩn lạc màu vàng L-Phospholipid chứa sphingosin 4.51- Chi Sphingobacterium LL-Phospholipid không chứa sphingosin 4.52- Flavobacterium KK- Khuẩn lạc không có màu vàng L- Yêu cầu chặt chẽ về dinh dưỡng M-Lượng chứa G+C cao (66-70mol%) 4.53- Chi Bordetella MM- Lượng chứa G+C thấp (40-47mol%) N-Sinh trưởng mạnh 4.54- Chi Moraxella NN- Sinh trưởng yếu 4.55- Chi Oligella LL-Không yêu cầu chặt chẽ về dinh dưỡng M- Khuẩn lạc màu tím 4.56- Chi Chromobacterium
  30. MM- Khuẩn lạc không có màu tím N-Catalase dương tính O-Hình que có lúc biến hình cầu 4.57- Chi Acinetobacter OO- Không biến thành hình cầu 4.58- Chi Weeksella NN-Catalase âm tính O- Sinh indol 4.59- Chi Suttonella OO- Không sinh indol 4.60- Chi Kingella Thermomicrobium Thermoleophilum Acetobacter
  31. Thermus Gluconobacter Azotobacter Methylobacterium
  32. Bordetella Rhizobium và nốt sần trên rễ Sinorhizobium và nốt sần trên rễ
  33. Methylococcus Bradyrhizobium và nốt sần trên rễ Agrobacterium và nốt sần Pseudomonas Alcaligenes Flavobacterium và khuẩn lạc
  34. Moraxella Chromobacterium Acinetobacter 5- Cầu khuẩn Gram âm, kỵ khí bắt buộc A- Đường kính tế bào > 1,3µm 5.1- Chi Megasphaera AA- Đường kính tế bào < 1,3µm B- Khuẩn lạc dưới tia tử ngoại (360nm) có màu đỏ huỳnh quang, chỉ sinh acid béo 2 carbon 5.2- Chi Syntrophococcus BB- Khuẩn lạc dưới tia tử ngoại (360nm) không có màu đỏ huỳnh quang, có thể sinh cả các acid béo khác C- Aminoacid là nguồn năng lượng chủ yếu, không lên men lactic 5.3- Chi Acidaminococcus CC- Aminoacid không phải là nguồn năng lượng chủ yếu, lên men lactic 5.4- Chi Veillonella
  35. Megasphaera Acidaminococcus Veillonella 6-Trực khuẩn, phẩy khuẩn, xoắn khuẩn Gram âm, kỵ khí : I- Sinh trưởng ở nhiệt độ ≥ 550 C A-Không lên men và đồng hoá carbohydrat , sử dụng peptid, aminoacid, cao nấm men B- Tế bào có bao, không khử Fe3+. 6.1- Chi Thermosipho BB- Tế bào không có bao 3+ C-Sử dụng các loại acid hữu cơ và H2 để khử Fe 6.2- Chi Deferribacter CC-Không khử Fe3+ 6.3- Chi Thermosyntropha AA-Lên men và đồng hoá carbohydrat B-Ưa mặn. sinh trưởng ở nồng độ NaCl ≥ 4% C-Di động nhờ chu mao, sản phẩm lên men chủ yếu là acid acetic, ethanol, H2/CO2
  36. 6.4- Chi Halothermothrix CC- Di động nhờ tiên mao mọc bên cạnh hay gần cực tế bào, sản phẩm lên men chủ yếu là acid acetíc, acid lactic, acid succinic, H2/CO2 6.5- Chi Thermotoga BB- Không ưa mặn, không sinh trưởng ở nồng độ NaCl ≥ 4% C-Sản phẩm lên men chỉ là acid acetic D-Thành tế bào điển hình Gram âm, cần vitamin B12 6.6- Chi Acetothermus DD-Thành tế bào không điển hình Gram âm, cần H2S hoặc Cystein 6.7- Chi Acetogenium CC-Sản phẩm lên men là hỗn hợp acid acetic và các acid hữu cơ khác D-Di động E-Phẩy khuẩn, di động nhờ tiên mao mọc ở bên hay gần cực 6.8- Chi Acetomicrobium EE-Hình que hoặc biến đổi,không di động hoặc di động nhờ chu mao 6.9- Chi Fervidobacterium DD-Không di động E-Sản phẩm lên men gồm H2/CO2 và hỗn hợp acid F-Sản phẩm lên men gồm acid acetíc, ethanol, H2/CO2 6.10- Chi Thermohydrogenum FF-Sản phẩm lên men gồm acid acetic và ethanol, hoặc acid acetic và H2/CO2
  37. 6.11- Chi Coprothermobacter EE-Không sinh khí, sản phẩm lên men gồm acid acetic, acid propionic, acid isopentanoic 6.12- Chi Anaerobaculum II- Không sinh trưởng ở nhiệt độ ≥ 550 C, ưa ấm A- Không đồng hóa và lên men carbohydrat B-Không nuôi dưỡng được thuần khiết, phải nuôi chung với một vi khuẩn khác, phân giải các đoạn axít béo ngắn C-Tế bào hình que hay hình sợi dài, sản phẩm phân giải acid béo là acid acetic và H2 /CO2 6.13- Chi Syntrophobacter CC-Phẩy khuẩn, sản phẩm phân giải acid béo là acid acetic, acid propionic, acid isobutiric, acid isopentanoic và H2//CO2 6.14- Chi Syntrophomonas BB-Có thể nuôi cấy thuần khiết C-Chứa sắc tố tế bào, vi hiếu khí 6.15- Chi Wolinella CC- Không chứa sắc tố tế bào, kỵ khí bắt buộc D-Chỉ sử dụng acid succinic và chỉ sản sinh acid propionic E-Phẩy khuẩn, di động nhờ tiên mao mọc ở bên 6.16- Chi Schuartzia EE- Trực khuẩn, không di động 6.17- Chi Succinoclastium DD- Đồng hoá các loại protein E-Di động nhờ chu mao, không lên men hoặc lên men
  38. yếu glucose, sản phẩm là ethanol và acid butyric 6.18- Chi Tissierella EE- Không di động F- Trên đĩa thạch máu khuẩn lạc có màu từ nâu đến đen 6.19- Chi Porphyromonas FF- Trên đĩa thạch máu khuẩn lạc không có màu từ nâu đến đen, lên men pyridin và arginin 6.20- Chi Synergistes AA-Có thể đồng hoá và lên men hydrat carbon, sản sinh các loại axit hữi cơ 1. Sản phẩm chủ yếu lên men hydrat carbon là acid acetic hoặc acid acetic với ethanol và H2/CO2 B-Acid acetic là sản phẩm lên men duy nhất C- Di động nhờ chu mao 6.21- Chi Acetoanaerobium CC- Không di động D-Có thể lên men aminoacid, sinh indol từ tryptophan 6.22- Chi Acidaminobacter DD- Không lên men aminoacid, lên men carbohydrat và acid hữu cơ E- Sản phẩm lên men ngoài acid acetic còn có một ít acid formic và acid lactic 6.23- Chi Catonella EE-Sản phẩm lên men ngoài acid acetic còn có một ít acid isopentanoic, acid lactic, acid succinic, acid isobutyric và acid butyric 6.24- Chi Johngonella BB- Sản phẩm lên men gồm có acid acetic, ethanol và H2/CO2
  39. C-Trực khuẩn hoặc phẩy khuẩn, di động D- Di động nhờ tiên mao mọc ở cực, không ưa mặn 6.25- Chi Acetovibrio DD- Di động nhờ chu mao, ưa mặn 6.26- Chi Haloanaerobacter CC- Tế bào dạng sợi, không di động 6.27- Chi Acetofilamentum 2- Sản phẩm chủ yếu lên men carbohydrat là acid lactic hoặc acid lactic , acid acetic và các acid khác B-Di động, ưa mặn 6.28- Chi Halocella BB- Không di động, không ưa mặn C-Sản phẩm lên men chỉ có acid lactic 6.29- Chi Leptotrichia CC- Sản phẩm lên men gồm acid lactic và các acid khác D-Sản phẩm lên men là acid lactic và acid acetic E- Tế bào phình to ở giữa, không sinh khí 6.30- Chi Sebaldella EE- Tế bào hình cong, sinh khí 6.31- Chi Lachnospira DD- Sản phẩm lên men là acid lactic, acid acetic và acid succinic E- Tế bào lớn, đường kính tới 3mm 6.32- Chi Megamonas EE- Tế bào < 1,5mm
  40. 6.33-Chi Mitsuokella 6.34- Chi Halella 3-Sản phẩm chủ yếu lên men carbohydrat là acid propionic hoặc acid propionic và các acid khác B-Sản sinh acid hữu cơ và H2/CO2 C-Không di động, ưa mặn, cần NaCl ≥ 1% D- Chỉ sản sinh acid propionic và CO2 6.35- Chi Propionigenium DD- Ngoài acid propionic và CO2 còn có các acid khác E- Sản sinh acid propionic, CO2 ,acid acetic và ethanol 6.36- Chi Pelobacter EE- Sản sinh acid propionic, CO2 , acid aceic và acid butyric 6.37- Chi Haloanaerobium CC- Di động, không ưa mặn D-Tế bào hình cong, di động nhờ tiên mao ở cực hay ở bên E- Đường kính tế bào ≥ 0.9mm 6.38- Chi Selenomonas EE- Đường kính tế bào 0,5mm 6.39- Chi Anaerovibrio DD-Tế bào hình cong hay hình xoắn, di động nhờ chu mao 6.40- Chi Propionispira BB- Sản sinh hỗn hợp acid, acid propionic là chính, không sinh khí C-Chủ yếu sản sinh acid propionic D-Tế bào hình que
  41. 6.41- Chi Oribaculum DD-Tế bào cong hình thân rắn 6.42- Chi Centipeda CC-Sản sinh acid propionic, acid acetic và acid succinic D-Di động E- Tiên mao dạng lược mọc bên, tế bào hình cong 6.43- Chi Pectinatus EE-Tế bào dạng cong hoặc dạng xoắn 6.44- Chi Zymophilus DD- Không di động E-Đường kính tế bào ≥ 3mm 6.32- Chi Megamonas EE- Đường kính tế bào < 3m F-Tế bào hình que, chỉ sản sinh acid propionic và acid acetic 6.45 – Chi Anaerorhabdus FF- Tế bào hình biến đổi, sản sinh acid propionic và các acid khác G-Tế bào nhỏ, đầu nhọn, sản sinh acid propionic và acid succinic 6.46- Chi Rikenella GG- Kích thước tế bào thay đổi, sản sinh acid propionic, acid formic, acid acetic, acid lactic, và acid succinic 6.47- Chi Bacteroides
  42. 4- Sản phẩm chủ yếu lên men carbohydrat là acid butyric hoặc acid butyric và các acid khác B-Di động nhờ tiên mao mọc ở cực hay gần cực, tế bào hình cong C- Sản phẩm lên men chỉ là acid butyric D- Di động 6.48- Chi Pseudobutyrivibrio DD- Không di động 6.49- Chi Fusobacterium CC-Ngoài acid butyric còn có các sản phẩm lên men khác D-Sản sinh acid butyric và CO2 6.50- Chi Roseburia DD-Sản sinh acid butyric, acid acetic hoặc acid lactic, không sinh khí 6.51- Chi Butyrivibrio BB-Di động nhờ chu mao hoặc không di động C- Sản sinh acid butyric, acid acetic và ethanol, không sinh khí, cần 1% NaCl 6.52- Chi Iliobacter CC-Sản sinh acid butyric, acid acetic và có sinh khí, cần 13% NaCl 6.37- Chi Haloanaerobium 5-Sản phẩm lên men carbohydrat là hỗn hợp acid có chứa acid succinic hoặc acid formic B- Sản sinh hỗn hợp acid có chứa acid formic C-Sản sinh axit formic và CO2 6.53- Chi Oxalobacter CC-Sản sinh acid formic và các acid khác nhưng không sinh CO2
  43. D-Tế bào hình que, sản sinh acid formic, acid acetic và acid succinic 6.54- Chi Ruminobacter DD- Tế bào hình dạng thay đổi, sản sinh acid formic, acid acetic, acid succinic, acid lactic và acid propionic 6.47- Chi Bacteroides BB-Sản sinh hỗn hợp acid có chứa acid succinic C- Di động D-Tế bào hình que ngắn, chỉ sản sinh acid succinic 6.55- Chi Succinimonas DD- Tế bào hình cong, sản sinh hỗn hợp acid có chứa acid succinic E-Sản sinh acid succinic, acid acetic và có sinh CO2 6.56- Chi Malonomonas EE- Sản sinh acid succinic, acid acetic, không sinh CO2 6.57- Chi Succinovibrio CC- Không di động D-Sản sinh acid acetic, acid lactic và acid succinic 6.33- Chi Mitsuokella DD-Trong hỗn hợp acid không có acid lactic E-Sản sinh acid propionic và acid succinic 6.46- Chi Rikenella EE- Sản sinh acid acetic và acid succinic F- Tế bào hình xoắn, di động 6.58- Chi Anaerobiospirrillum FF- Không di động
  44. G-Tế bào hình que ngắn, chủ yếu sống ở dạ cỏ và manh tràng 6.59- Chi Fibrobacter GG- Tế bào đa hình thái, chủ yếu sống ở khoang miệng 6.60- Prevotella Syntrophobacter nuôi cấy chung với Thermosipho Methanobrevibacte Wolinella Porphyromonas gingivalis vệt cấy trên thạch máu
  45. Leptotrichia Bacteroides Bacteroides Fusobacterium Fusobacterium
  46. Mitsuokella 7- Cầu khuẩn Gram dương hiếu khí và kỵ khí không bắt buộc A- Hiếu khí B-Di động C-Ưa mặn bắt buộc, cần NaCl 7,5% 7.1- Chi Marinococcus CC-Không như trên 7.2- Chi Planococcus BB-Không di động C-Ưa mặn, cần NaCl 7,5% D- Lượng chứa GC > 50mol % 7.3- Chi Salinicoccus DD- Lượng chứa GC < 50mol % 7.1- Chi Marinococcus CC-Không như trên
  47. D-Sinh acid từ glucose 7.4- Chi Micrococcus DD-Không sinh hay sinh ít acid từ glucose 7.5- Chi Deinococcus AA- Kỵ khí không bắt buộc B-Tỷ lệ G + C trong ADN 50mol % 7.7- Chi Stomatococcus BBB- Tỷ lệ G + C trong ADN > 30 mol % , nhưng < 50mol % C- Catalase (+) D- Thành tế bào chứa acid teichoic 7.8- Chi Staphylococcus DD- Thành tế bào khôngchưá acid teichoic 7.9- Chi Saccharococcus CC- Catalase (-) D- Ngoài xếp thành đôi còn có dạng xếp thành bốn E- Đề kháng với Vancomycin (30mg) 7.10- Chi Pediococcus EE- Không đề kháng với Vancomycin 7.11- Chi Aerococcus DD- Không có dạng xếp thành bốn E-Xếp thành chuỗi rất dài
  48. 7.12- Chi Trichococcus EE- Không xếp thành chuỗi dài F-Sinh trưởng ở 10°C G- Sinh khí từ glucose 7.13- Chi Leuconostoc GG- Không sinh khí từ glucose H- Sinh trưởng ở 45°C 7.14- Chi Enterococcus HH- Không sinh trưởng ở 45°C I-Di động, sống trong nước 7.15- Chi Vagococcus II- Không di động 7.16- Chi Lactococcus FF- Không sinh trưởng ở 10°C G-Lượng chứa G + C của ADN>35mol % 7.17- Chi Streptococcus GG-Lượng chứa G + C của ADN< 35mol % 7.18- Chi Gemella
  49. Micrococcus Deinococcus Deinococcus Melissococcus Melissococcus Khuẩn lạc Stomatococcus
  50. Staphylococcus Staphylococcus Pediococcus Aerococcus Leuconostoc Leuconostoc
  51. Enterococcus Lactococcus Lactococcus Streptococcus Streptococcus Gemella 8- Trực khuẩn Gram dương hiếu khí hoặc kỵ khí không bắt buộc A-Hiếu khí B-Có chu kỳ biến hoá hình cầu, hình que C-Thành tế bào có chứa DAP (acid diaminopimelic) D- Có chứa LL-DAP E-Di động
  52. 8.1- Chi Pimelobacter EE- Không di động 8.2- Chi Terrabacter DD- Không chứa dạng LL- mà chứa dạng Meso-DAP E-Loại quinone là MK-8 (H2), MK-7 (H2) 8.3- Chi Brevibacterium EE-Không như trên 8.4- Chi Brachybacterium CC- Peptidoglycan không chứa DAP D-Hình que không quy tắc 8.5- Chi Arthrobacter DD-Hình que có quy tắc 8.6- Chi Kurthia BB- Không có biến hoá hình cầu, hình que C-Có chứa acid mycolic 8.7- Chi Caseobacter CC-Không chứa axít mycolic D-Sắp xếp thành hình chữ V E- Peptidoglycan có chứa D-ornitin, quinone là MK-11,MK-12 8.8- Chi Aureobacterium EE- Peptidoglycan chứa L-ornitin, quinone là MK-8 8.9- Chi Sphaerobacter DD-Tế bào không sắp xếp thành hình chữ V
  53. E- Hình que không quy tắc F-Không có dạng tế bào hình cầu hay hình que ngắn G- Quinone là MK-8 8.10- Chi Rubrobacter GG- Không như trên H- Peptidoglycan chứa D-ornitin 8.11- Chi Curtobacterium HH- Không như trên 8.12- Chi Clavibacter FF-Có dạng tế bào hình cầu hay hình que ngắn G-Peptidoglycan chứa DAP 8.13- Chi Aeromicrobium GG-Peptidoglycan không chứa DAP 8.14- Chi Microbacterium EE- Hình que có quy tắc 8.15- Chi Renibacterium AA- Kỵ khí không bắt buộc B-Catalase (+) C- Có chứa DAP D-Có acid mycolic 8.16- Chi Corynebacterium DD- Không có acid mycolic E-Sản sinh acid propionic
  54. 8.17- Chi Propionibacterium EE- Không sản sinh acid propionic F-Hình que không quy tắc 8.18- Chi Dermabacter FF-Hình que có quy tắc G-Chiều rộng vi khuẩn > 1,0mm 8.19- Chi Caryophanon GG- Chiều rộng vi khuẩn < 1,0mm H-Gây bệnh ở động vật 8.20- Chi Listeria HH- Không gây bệnh ở động vật 8.21- Chi Brochothrix CC-Không chứa DAP D-Peptidoglycan chứa lysin E- Di động F- Quinone là MK-7 8.22- Chi Exiguobacterium FF- Quinone là MK-9 8.23 – Chi Jonesia EE- Không di động 8.24- Chi Rothia DD – Peptidoglycan không chứa lysin E- Phân giải cellulose
  55. 8.25- Chi Cellulomonas EE- Không phân giải cellulose 8.26- Chi Rarobacter BB- Catalase (-) C-Peptidoglycan thuộc nhóm B (theo Schleiter và Kandier,1972) D- Hình que không quy tắc 8.27- Chi Agromyces DD- Hình que có quy tắc E- Thường có dạng hình sợi 8.28- Chi Erysipelothrix EE-Không có dạng hình sợi 8.29- Chi Carnobacterium CC-Peptidoglycan không thuộc nhóm B mà thuộc nhóm A D-Hình que không quy tắc E- Peptidoglycan chứa LL-DAP 8.30- Chi Arachnia EE- Peptidoglycan không chứa LL-DAP F-Không có menaquinone 8.31- Chi Gardnerella FF- Có menaquinone G-Có menaquinone MK-10 (H4) 8.32- Chi Actinomyces GG- Có menaquinone MK-9 (H4)
  56. 8.33 - Chi Arcanobacterrium DD- Hình que có quy tắc 8.34- Chi Lactobacillus Brevibacterium Arthrobacter Arthrobacter Rubrobacter Aeromicrobium Renibacterium
  57. Corynebacterium Propionibacterium Listeria Cellulomonas Cellulomonas Agromyces Actinomyces Lactobacillus Lactobacillus
  58. 9- Trực khuẩn không quy tắc, không bào tử A- Gram (+) B- Ưa nhiệt C- Tế bào có phân nhánh D-Ưa kiềm 9.1- Chi Anaerobranca DD- Không ưa kiềm 9.2- Chi Thermobrachicum CC- Tế bào không phân nhánh D-Di động 9.3- Chi Thermoanaerobacter DD-Không di động 9.4- Chi Thermoanaerobium BB-Ưa ấm C-Tế bào hình bâù dục, hình que ngắn hay hình cong D- Tế bào nhỏ nhọn hình con, sắp xếp từng đôi hình lưỡi liềm 9.5- Chi Falcivibrio DD- Tế bào hình bầu dục, hình que ngắn, không sắp xếp thành hình lưỡi liềm E-Lên men hydrat carbon chỉ sản sinh acid acetic, còn có thể tổng hợp ra acid acetic từ H2 và CO2 F- Thích hợp sinh trưởng ở 30°C 9.6- Chi Acetobacterium
  59. FF-Thích hợp sinh trưởng ở 38°C 9.7- Chi Acetitomaculum EE- Lên men hydrat carbon sinh acid lactic, không tổng hợp ra acid acetic từ H2 và CO2 9.8- Chi Atopobium CC-Tế bào hình que không quy tắc D-Tế bào có phân thành hình nĩa (đinh ba), lên men hydrat carbon không sinh khí 9.9- Chi Bifidobacterium DD- Tế bào không phân thành hình nĩa, lên men hydrat carbom có sinh khí E-Sản phẩm lên men chủ yếu là acid butyric, acid acetic hoặc acid formic. 9.10- Chi Eubacterium EE- Sản phẩm lên men chủ yếu là acid acetic, acid lactic và etanol 9.11- Chi Coribacterium AA- Gram (-) A- Tế bào hình que, ưa nhiệt, không di động 9.12- Chi Acetogenium BB- Tế bào dạng cong hay dạng sợi, di động C-Lên men hydrat carbon sản phẩm chủ yếu là acid butyric 9.13- Chi Butyrivibrio CC-Lên men hydrat carbon sản phẩm chủ yếu không là acid butyric D-Lên men glucose, sản phẩm chủ yếu là acid acetic và acid lactic, không sinh khí
  60. 9.14- Chi Mobiluncus DD- Lên men glucose, sản sinh acid formic, acid acetic, acid lactic và etanol, có sinh khí 9.15- Chi Lachnospira Thermoanaerobacter dưới kính hiển vi điện Bifidobacterium Eubacterium tử Mobiluncus 10- Cầu khuẩn Gram dương kỵ khí bắt buộc A- Tế bào phân cắt theo 3 mặt phẳng thẳng góc, sắp xếp thành hình lập thể
  61. 10.1- Chi Sarcina AA- Tế bào phân cắt theo 1 hoặc 2 mặt phẳng thẳng góc , sắp xếp thành từng đôi hay từng 4 tế bào B-Không lên men hydrat carbon, không sinh khí C- Tỷ lệ G + C mol % trong ADN ≥ 50 10.2- Chi Peptococcus CC- Tỷ lệ G + C mol % trong ADN 45 10.3- Chi Peptostreptococcus BB- Lên men hydrat carbon sinh acid C-Trong sản phẩm lên men ngoài các acid hữu có khác còn có acid butyric và aceton (acetone) 10.4- Chi Coprococcus CC- Trong sản phẩm lên men không có acid butyric và aceton 10.5- Chi Ruminococcus
  62. Peptostreptococcus Peptostreptococcus Ruminococcus 11- Phân loại xạ khuẩn Xạ khuẩn là nhóm vi khuẩn đặc biệt. Chúng có khuẩn lạc khô và đa số có dạng hình phóng xạ (actino-) nhưng khuẩn thể lại có dạng sợi phân nhánh như nấm (myces). Vì xạ khuẩn có cấu trúc nhân nguyên thuỷ như mọi vi khuẩn khác, chiều ngang của sợi cũng nhỏ như vi khuẩn, cho nên có tài liệu gọi chúng là nấm tia là không hợp lý. Xạ khuẩn
  63. phân bố rộng rãi trong tự nhiên. Số lượng đơn vị sinh khuẩn lạc (CFU- colony-forming unit) xạ khuẩn trong 1g đất thường đạt tới hàng triệu. Trên môi trường đặc đa số xạ khuẩn có hai koại khuẩn ty: khuẩn ty khí sinh (aerial mycelium) và khuẩn ty cơ chất (substrate mycelium). Nhiều loại chỉ có khuẩn ty cơ chất nhưng cũng có loại (như chi Sporichthya) lại chỉ có khuẩn ty khí sinh. Giữa khuẩn lạc thường thấy có nhiều bào tử màng mỏng gọi là bào tử trần (conidia hay conidiospores). Nếu bào tử nằm trong bào nang (sporangium) thì được gọi là nang bào tử hay bào tử kín (sporangiospores). Bào tử ở xạ khuẩn được sinh ra ở đầu một số khuẩn ty theo kiểu hình thành các vách ngăn (septa). Các chuỗi bào tử trần có thể chỉ là 1 bào tử (như ở Thermoactinomyces, Saccharomonospora, Promicromonospora, Micromonospora, Thermomonosspora ),có thể có 2 bào tử (như ở Microbispora), có thể là chuỗi ngắn (như ở Nocardia, Pseudonocardia, Streptoverticillium, Sporichthya, Actinomadura, Microtetraspora, Streptoalloteichus, Glycomyces, Amycolata, Amycolatopsis, Catellatospora, Microellobosporia ), có thể là chuỗi dài (như ở Streptomyces, Saccharopolyspora, Actinopolyspora, Kibdelosporangium, Kitasatosporia, Saccharothrix, nhiều loài ở Nocardia, Nocardioides, Pseudonocardia, Amycolatopsis, Streptoverticillium ), có thể các bào tử trần nằm trên bó sợi (synnema), tương tự bó sợi của nấm (như ở Actinosynnema, Actinomadura ). Các chuỗi bào tử có thể thẳng, có thể xoắn, có thể ở dạng lượn sóng, có thể mọc đơn hay mọc vòng Các cuống sinh bào tử (sporophore) và cuống sinh nang bào tử (sporangiophorres) có thể riêng rẽ, có thể phân nhánh. Các đặc điểm hình thái này rất quan trọng khi tiến hành định tên xạ khuẩn. Xạ khuẩn thuộc nhóm vi khuẩn Gram dương, thường có tỷ lệ GC trong ADN cao hơn 55%. Trong số khoảng 1000 chi và 5000 loài sinh vật nhân sơ đã công bố có khoảng 100 chi và 1000 loài xạ khuẩn. Xạ khuẩn phân bố chủ yếu trong đất và đóng vai trò rất quan trọng trong chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Chúng sử dụng acid humic và các chất hữu cơ khó phân giải khác trong đất. Mặc dù xạ khuẩn thuộc nhóm sinh vật nhân sơ nhưng chúng thường sinh trưởng dưới dạng sợi và thường tạo nhiều bào tử. Thậm chí một số loại xạ khuẩn còn hình thành túi bào tử như chi Streptosporangium, Micromonospora và bào tử di động như chi Actinoplanes, Kineosporia.
  64. Trước đây, vị trí phân loại của Xạ khuẩn luôn là câu hỏi gây nhiều tranh luận giữa các nhà Vi sinh vật học ,do nó có những đặc điểm vừa giống Vi khuẩn vừa giống Nấm. Tuy nhiên, đến nay, Xạ khuẩn đã được chứng minh là Vi khuẩn với những bằng chứng sau đây: 1. Một số xạ khuẩn như các loài thuộc chi Actinomyces và Nocardia rất giống với các loài vi khuẩn thuộc chi Lactobacillus và Corynebacterium. 2. Xạ khuẩn giống vi khuẩn ở chỗ không có nhân thật, chúng chỉ chứa nhiễm sắc chất phân bố dọc theo các sợi hoặc các tế bào. 3. Đường kính của sợi xạ khuẩn và bào tử giống với ở vi khuẩn. Đồng thời sợi xạ khuẩn thường không chứa vách ngăn. 4. Xạ khuẩn là đích tấn công của các thực khuẩn thể giống như vi khuẩn, trong khi đó, nấm không bị tấn công bởi thực khuẩn thể. 5. Xạ khuẩn thường nhạy cảm với các kháng sinh có tác dụng lên vi khuẩn, nhưng lại thường kháng với những kháng sinh tác dụng lên nấm như các polyen. 6. Xạ khuẩn không chứa chitin, chất có mặt trong sợi và bào tử của nhiều nấm, mà không có ở vi khuẩn. Đồng thời giống như phần lớn vi khuẩn, xạ khuẩn không chứa cellulose. 7. Tương tự với vi khuẩn, xạ khuẩn nhạy cảm với phản ứng acid của môi trường, đặc điểm này không có ở nấm. 8. Các đặc điểm về sợi và nang bào tử kín(sporangium) của chi Actinoplanes cho thấy có thể chi này là cầu nối giữa vi khuẩn và các nấm bậc thấp. Xạ khuẩn thuộc về lớp Actinobacteria, bộ Actinomycetales, bao gồm 10 dưới bộ, 35 họ, 110 chi và 1000 loài. Hiện nay, 478 loài đã được công bố thuộc chi Streptomyces và hơn 500 loài thuộc tất cả các chi còn lại và được xếp vào nhóm xạ khuẩn hiếm.
  65. Khuẩn lạc xạ khuẩn Khuẩn ty xạ khuẩn và bào tử Chuỗi bào tử trên cuống sinh bào tử dạng xoắn Bào tử xạ khuẩn
  66. Sự hình thành hai loại khuẩn ty sau khi bào tử xạ khuẩn nẩy mầm
  67. Sợi bào tử và chuỗi bào tử trần
  68. Một số dạng bào tử ở xạ khuẩn (SV tự chú thích từng hình)
  69. Một số dạng nang bào và nang bào tử ở xạ khuẩn
  70. Một số dạng chuỗi bào tử ở xạ khuẩn (SV tự chú thích từng hình) Đặc điểm của khuẩn ty khí sinh và khuẩn ty cơ chất được trình bày trong sơ đồ sau đây:
  71. Để phân loại xạ khuẩn người ta sử dụng các tiêu chuẩn như trình tự rADN 16S, lai ADN, hình thái, sinh lý sinh hóa và hóa phân loại. Hiện nay, đại đa số các nhà khoa học đồng ý với quan niệm hai chủng được coi là hai loài riêng biệt nếu chúng giống nhau dưới 70% khi tiến hành lai ADN. Keswani và cộng sự đã chứng minh rằng nếu sự tương đồng giữa hai trình tự rADN 16S là 98.6% thì xác suất để mức độ giống nhau trong phép lai ADN thấp hơn 70% sẽ là 99%. Vì thế giá trị tương đồng 98.6% của trình tự rADN 16S được coi là ngưỡng để phân biệt hai loài khác nhau. Tuy nhiên, cũng có nhiều nhà khoa học lấy giá trị này là 98%.
  72. Đặc biệt hóa phân loại là rất quan trọng trong việc phân loại xạ khuẩn. Chúng rất có ích trong phân loại ở mức độ đến chi. Đó là những đặc điểm sau: đường, loại acetyl, acid mycolic trong thành tế bào, menaquinone, phospholipid, acid béo và tỷ lệ GC trong ADN. 1= Chi; 2=Loại thành tế bào ; 3=Thành phần đường ; 4=Loại peptido glycan ; 5=Acid mycolic 6=Thành phần acid béo ; 7=Mena quinon chủ yếu ; 8=Loại phospho-lipid ; 9=Tỷ lệ mol GC trong ADN (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Họ Corynebacteriaceae và một số họ liên quan 51- Corynebacterium IV A A1γ + 1a 8(H ), 9(H ) PI 2 2 67 65- Turicella IV A - 1b 10,11 72 63- Gordonia IV A A1γ + 1b 9(H ) PII 2 69 64- Williamsia IV A + 1b 9(H ) PII 2 65 Skermania IV A + 1b 8(H4) PII 68 Dietzia IV A + 8(H2) PII 73 62- Mycobacterium IV A A1γ + 9(H ) PII 2 70 64- Nocardia IV A A1γ + 1b 8(H ) PII 4 72 60- Rhodococcus IV A A1γ + 1b 8(H ), 9(H ) PII 2 2 69 66- Tsukamurella IV A A1γ + 9 PII 73 Họ Micromonosporaceae 9(H ), 71- Micromonospora II D A1γ’ - 3b 4.6 PII 10(H4,6) 72 9(H ), 72- Actinoplanes II D A1γ’ - 3b 4,6 PII 10(H4,6) 73 9(H ), 71- Cattelatospora II D - 4,6 PII 10(H8,6) 73
  73. 10(H ), 71- Catenuloplanes VI D A3α - 4 PIII 11(H4) 73 69- Couchioplanes VI D A3α - 9(H ) PII 4 72 69- Dactylosporangium II D A1γ - 3b 9(H ) PII 4,6,8 73 Pilimelia II D A1γ - 2d 9(H4,2) PII 71 Spirilliplanes II - 2d 10(H4) PII 69 Verrucosispora II A1γ’ - 2b 9(H4) PII 70 Họ Propionibacteriaceae và Nocardia 57- Propionibacterium I A3γ’ - 9(H ) 4 63 Friedmaniella I A3γ’ - 9(H4) PI 73 66- Luteococcus I A3γ’ - 1a 9(H ) PI 4 68 Microlunatus I A3γ’ - 2d 9(H4) PII 68 59- Propioniferax I A3γ’ - 9(H ), 7(H ) PI 4 4 63 Tessaracoccus I A3γ’ - 8(H4) PI 74 67- Nocardioides I A3γ - 3a 9(H ) PI 4 72 69- Aeromicrobium I A3γ - 3a 9(H ) PII 4 72 Hongia I A3γ - 2d 9(H4) PI 71 68- Kribbella I A3γ - 9(H ) PIII 4 70 Marmoricola I A3γ - 1a 8(H4) PI 72 Họ Pseudonocardiaceae PIII/ 68- Pseudonocardia III A A1γ - 1 8(H ) 4 PII 79 Actinobispora IV A A1γ - 7(H2), 9(H2) PIV 71 9(H ), 64- Actinopolyspora IV A A1γ - 2c 4 PIII 10(H4) 68 66- Amycolatopsis III A A1γ - 9(H ) PII 2,4,6 69 Kibdelosporangium III A - 3c 9(H4) PII 66 Prauserella IV A - 3f 9(H2,4) PII 67-
  74. 69 69- Saccharomonospora III A A1γ - 2a 9(H ) PII 4 74 70- Saccharopolyspora IV A A1γ - 2c 9(H ) PIII 4 77 69- Thermocrispum III C - 9(H ) PII 4 73 Họ Actinosynnemataceae 69- Actinosynnema III C A1γ - 9(H ) PII 4,6 71 Actinokineospora III C A1γ - 9(H4) PII 73 70- Kutzneria III C - 9(H ) PII 4 71 9(H ), 70- Saccharothrix III C A1γ - 4 PII 10(H4) 76 Họ Streptosporangiaceae 69- Streptosporangium III B A1γ - 3c 9(H ) PIV 0,2,4 71 PIV/ 68- Acrocarpospora III B A1γ - 9(H ) 2,4 PII 69 Herbidospora III B - 10(H4,6) PIV 71 67- Microbispora III B A1γ - 3c 9(H ) PIV 0,2,4 74 Microtetraspora III B A1γ - 3c 9(H0,2,4) PIV 66 64- Nonomuraea III B A1γ - 3c 9(H ) PIV 0,2,4 69 70- Planobispora III B A1γ - 3c 9(H ) PIV 0,2,4 71 Planomonospora III B A1γ - 3c 9(H0,2,4) PIV 72 Planotetrespora III B - 3c PIV Họ Nocardiopsaceae 64- Nocardiopsis III C A1γ - 3d 10(H ) PIII 2,4,6 69 Thermobifida III C - 3c 10(H6,8) PII Họ Thermomonosporaceae Thermomonospora III B A1γ - 3e 9(H6,8) PI
  75. Actinocollaria III - 3e 9(H4,6) PII 73 66- Actinomadura III B A1γ - 3a 9(H ) PI 6,8 70 69- Spirillospora III B A1γ - 3e 9(H ) PI 4,6 71 Họ Glycomycetaceae 10(H ), 71- Glycomyces II - 2c 4 PI 11(H4) 73 Họ Streptomycetaceae 69- Streptomyces I A3γ - 2c 9(H ) PII 6,8 78 66- Kitasatospora I/III A3γ - 9(H ) PII 6,8 73 Họ Frankiaceae và một số họ liên quan 66- Frankia III - 1 9(H ) PI 4,6,8 71 73- Geodermatophilus III - 2b 9(H ) PII 4 76 Microsphaera III A1γ - 8(H4) 68 Cryptosporangium II - 9(H6,8) PII 70 Sporichthya I A3γ - 9(H6,8) PI 70 Các họ khác 64- Kineosporia I/III A3γ 9(H ) PIII 4 79 Thermobispora III - 9(H0,2) PIV 71 53- Thermoactinomyces III - 7,9 55 Các số liệu trên được lấy từ sách Bergey’s manual systematic of bacteriology và sách Identification manual of actinomycetes. Thành tế bào: Theo Lechevalier và Lechevalier, thành tế bào xạ khuẩn được chia thành 8 loại dựa trên các đặc điểm về thành phần acid amin, đặc biệt là acid diaminopimelic, lysine và thành phần đường trong thành tế bào, cụ thể là
  76. Loại thành Acid Các acid amin khác Đường tế diamino bào LL- I Gly* A2pm meso- II Gly A2pm meso- III A2pm meso- IV Ara, Gal A2pm Lys, V Orn VI Lys Asp Lys, VII Asp A2bu VIII Asp Tất cả các loại thành tế bào đều chứa alanine, acid glutamic, glucosamine và acid muramic. A2pm: Acid diamino pimelic có thể gồm các đồng phân quang học LL- A2pm, DL- A2pm (meso- A2pm), DD- A2pm. Ngoài ra còn có OH- A2pm khi có thêm nhóm OH gắn vào vị trí C thứ 4. Lys: Lysine Orn: Ornitin A2bu: acid diamino butyric Gly: glycin *Glycin nằm trong mối liên kết giữa hai mạch tetrapeptid
  77. Glycin thay thế L- alanin ở vị trí đầu tiên trong mạch tetrapeptid Asp: Asparagin Ara: Arabinose Gal: Galactose Trong xạ khuẩn chứa acid mycolic như Nocardia và Mycobacterium, thành tế bào chứa arabinogalactan, là hợp chất được tổng hợp từ arabinose và galactose. Thành phần đường: Thành phần Các loại đường chủ yếu đường A Arabinose, Galactose (không chứa Xylose) Madurose (không chứa Arabinose hay B Xylose) C Không có đường đặc trưng D Arabinose, Xylose Peptidoglycan: Theo Schleifer và Kandler (1972), peptidoglycan ở xạ khuẩn được chia thành các nhóm như sau: Vị trí Acid Ký Ký Cầu nối giữa hai mạch Ký của mối amin ở vị hiệu hiệu tetrapeptid hiệu liên kết trí thứ 3 A 3-4 1 Trực tiếp α L-Lys β L-Orn meso- γ A2pm 2 Tiểu đơn vị peptid α L-Lys L-acid amin chứa một nhóm carboxyl (gly) hoặc chuỗi 3 α L-Lys peptid ngắn của acid amin đó
  78. β L-Orn meso- γ A2pm D-acid amin chứa hai nhóm 4 α L-Lys carboxyl (D-Asp hay D-Glu) β L-Orn meso- γ A2pm δ L-A2bu B 2-4 1 L-acid amin (Glyn-L-Lys) α L-Lys β L-Hsr γ L-Glu δ L-Ala D-acid amin (D-Orn hay D- 2 α L-Orn A2bu) β L-Hsr γ L-A2bu Dấu phẩy (‘): alanine ở vị trí thứ nhất trong mạch tetrapeptid đã được thay thế bởi glycine. Ví dụ: Loại peptidoglycan của chi Actinoplanes là A1γ’ có nghĩa là: Hai mạch tetrapeptid liên kết với nhau ở vị trí acid amin số 3 và 4, mối liên kết này là trực tiếp và acid amin ở vị trí số 3 là meso- A2pm. Thành phần acid béo: 10- 10- Không Iso- Iso- Anteiso- Ký Bão bão Methyl- Methyl- Cyclopropane hiệu hòa 14/16/18 15/17 15/17 hòa 17 18 1 a +++ +++ - - - - - - b +++ +++ - - - - ++ - c +++ +++ - - - - - ++ 2 a ++ + +++ + (+) - - - b (+) + ++ +++ + - - -
  79. c + (v) +++ + +++ - - - d + + +++ +++ +++ - - - 3 a +++ ++ +++ (+) (+) (+) +++ - b + + +++ +++ ++ ++ (+) - c + + ++ + + +++ (+) - d + + +++ ++ +++ (+) +++ - (v): ít hơn 5% Thành phần menaquinone: Xạ khuẩn chỉ chứa menaquinone, không chứa ubiquinone. Ký hiệu 8(H2) hay MK-8(H2) chỉ menaquinone chứa một trong số tám đơn vị isoprene bị hydro hóa. Thành phần phospholipid: Ký Thành phần phospholipid đặc trưng hiệu PI Phosphatidylglycerol(v) PII Phosphatidylethanolamine Phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine(v), phosphatidylmethyl-ethanolamine(v), PIII phosphatidylglycerol(v), không chứa phospholipid chứa glucosamine Phospholipid chứa glucosamine, PIV phosphatidylethanolamine(v), phosphatidylmethylethanolamine(v) PV Phospholipid chứa glucosamine, phosphatidylglycerol Tất cả các loại đều chứa phosphatidylinositol Vị trí phân loại của Xạ khuẩn: Lớp Actinobacteria
  80. Dưới lớp Actinobacteridae Bộ Actinomycetales Dưới bộ Actinomycineae Họ Actinomycetaceae Các chi: Actinomyces, Actinobaculum, Arcanobacterium, Mobiluncus Dưới bộ Micrococcineae Họ Micrococcaceae Các chi: Micrococcus, Arthrobacter, Kocuria, Nesterenkonia, Renibacterium, Rothia Họ Bogoriellaceae Chi: Bogoriella Họ Brevibacteriaceae Chi: Brevibacterium Họ Cellulomonadaceae Chi: Cellulomonas Họ Dermabacteraceae Các chi: Dermabacter, Brachybacterium Họ Dermacoccaceae Các chi: Dermacoccus, Demetria, Kytococcus Họ Dermatophilaceae Chi: Dermatophilus Họ Intrasporangiaceae Các chi: Intrasporangium, Janibacter, Terrabacter, Terracoccus, Tetraphaera
  81. Họ Jonesiaceae Chi: Jonesia Họ Microbacteriaceae Các chi: Microbacterium, Agrococcus, Agromyces, Clavibacter, Cryobacterium, Curtobacterium, Frigoribacterium, Leifsonia, Leucobacter, Rathayibacter Họ Promicromonosporaceae Chi: Promicromonospora Họ Rarobacteraceae Chi: Rarobacter Họ Sanguibacteraceae Chi: Sanguibacter Incertae sedis (chưa xác định) Các chi : Beutenbergia, Ornithinicoccus, Kineococcus Dưới bộ Corynebacterineae Họ Corynebacteriaceae Các chi: Corynebacterium, Turicella Họ Dietziaceae Chi: Dietzia Họ Gordoniaceae Chi: Gordonia Họ Mycobacteriaceae Chi: Mycobacterium Họ Nocardiaceae
  82. Các chi: Nocardia, Rhodococcus Họ Tsukamurellaceae Chi: Tsukamurella Incertae sedis (chưa xác định) Các chi : Skermania, Williamsia Dưới bộ Micromonosporineae Họ Micromonosporaceae Các chi: Micromonospora, Actinoplanes, Catellatospora, Catenuloplanes, Couchioplanes, Dactylosporangium, Pilimelia, Spirilliplanes, Verrucosispora Dưới bộ Propionibacterineae Họ Propionibacteriaceae Các chi: Propionibacterium, Friedmaniella, Luteococcus, Microlunatus, Propioniferax, Tessaracoccus Họ Nocardioidaceae Các chi: Nocardioides, Aeromicrobium, Hongia, Kribbella, Marmoricola Dưới bộ Pseudonocardineae Họ Pseudonocardiaceae Các chi: Pseudonocardia, Actinobispora, Actinopolyspora, Amycolatopsis, Kibdelosporangium, Prauserella, Saccharomonospora, Saccharopolyspora, Thermocrispum Họ Actinosynnemataceae Các chi: Actinosynnema, Actinokineospora, Saccharothrix Incertae sedis (chưa xác định) Các chi: Kutzneria, Streptoalloteichus
  83. Dưới bộ Streptosporangineae Họ Streptosporangiaceae Các chi: Streptosporangium, Acrocarpospora, Herbidospora, Microbispora, Microtetraspora, Nonomuraea, Planomonospora, Planotetraspora Họ Nocardiopsaceae Các chi: Nocardiopsis, Thermobifida Họ Thermomonosporaceae Các chi: Thermomonospora, Actinocorallia, Actinomadura, Spirillospora Dưới bộ Glycomycineae Họ Glycomycetaceae Chi: Glycomyces Dưới bộ Streptomycineae Họ Streptomycetaceae Các chi: Streptomyces, Kitasatospora Dưới bộ Frankineae Họ Frankiaceae Chi: Frankia Họ Acidothermaceae Chi: Acidothermus Họ Geodermatophilaceae Các chi: Geodermatophilus, Blastococcus Họ Microsphaeraceae Chi: Microsphaera
  84. Họ Sporichthyaceae Chi: Sporichthya Incertae sedis (chưa xác định) Chi: Cryptosporangium Bộ Bifidobacteriales Họ Bifidobacteriaceae Các chi: Bifidobacterium, Gardnerella Dưới lớp Acidimicrobidae Bộ Acidimicrobiales Họ Acidimicrobiaceae Chi: Acidimicrobium Dưới lớp Coriobacteridae Bộ Coriobacteriales Họ Coriabacteriaceae Các chi: Coriobacter, Atopobium, Collinsella, Cryptobacterium, Denitrobacterium, Eggerthella, Slackia Dưới lớp Rubrobacteridae Bộ Rubrobacteriales Họ Rubrobacteriaceae Chi: Rubrobacter Dưới lớp Sphaerobacteridae Bộ Sphaerobacteriales Họ Sphaerobacteriaceae Chi: Sphaerobacter
  85. Các nhóm vi khuẩn chủ yếu: Cổ khuẩn(Archaea) Mở đầu Những vi sinh vật có khả năng sinh methane (mêtan), mẫn cảm với oxygen và có cấu trúc màng tế bào đặc biệt đã được biết đến từ lâu nhưng mãi đến cuối những năm 1970 chúng mới được nhìn nhận như đại diện của một dạng sống thứ ba trên trái đất bên cạnh vi khuẩn và sinh vật nhân thật, đó là cổ khuẩn. Carl R. Woese và cộng sự (1977) sau khi xem xét trình tự 16S rARN nhận thấy rằng các sinh vật nhân nguyên thuỷ (Prokaryote) cần được chia thành hai nhóm khác biệt nhau hoàn toàn là Vi khuẩn (Eubacteria hay Bacteria) và Cổ khuẩn (Archaeabacteria hay Archaea), và cùng với các Sinh vật nhân thật (Eukarya) làm thành ba lĩnh giới (Domains) ở sinh vật (Hình 1). Các nghiên cứu sâu hơn về phả hệ và đặc điểm sinh lý sinh hoá cho thấy rằng cổ khuẩn được tách ra từ rất sớm trong quá trình tiến hoá, chúng không gần vi khuẩn nhiều hơn so với sinh vật nhân thật, do vậy tên gọi Archaea được đề xuất thay cho Archaeabacteria. Hiện nay cả hai tên gọi Archaea và Archaeabacteria đều được sử dụng trong các tài liệu vi sinh vật, tuy nhiên thuật ngữ Archaea chính xác hơn vì rõ ràng cổ khuẩn không phải vi khuẩn mà là một nhóm vi sinh vật riêng biệt.
  86. Hình 1. Ba lĩnh giới của sinh vật: Vi khuẩn (Bacteria), Cổ khuẩn (Archaea) và Sinh vật nhân thật (Eukarya). Cổ khuẩn là một nhóm vi sinh vật đặc biệt Cổ khuẩn (Archaea) bắt nguồn từ tiếng La tinh Archaios có nghĩa là cổ, là một nhóm vi sinh vật có nhiều đặc điểm rất khác biệt (Bảng 1).
  87. Bảng 1. Những đặc điểm khác biệt của cổ khuẩn so với vi khuẩn và sinh vật nhân thật Vi khuẩn Sinh vật nhân thật Đặc điểm Cổ khuẩn(Archaea) (Bacteria) (Eukarya) Pseudo-peptidoglycan, cellulose, carbonat, Thành tế bào Peptidoglycan protein, polysaccharid, silicat, chitin glycoprotein Màng tế bào Este-lipid Ete-lipid Este-lipid Chỉ có một loại Có nhiều loại Có ba loại ARN polymeraza (trên khuôn ADN) 4 đơn vị 7 12 đơn vị 7 12 đơn vị 2’ Ribosom 70 S 70 S 80 S Phản ứng của ribosom Đề kháng Mẫn cảm Mẫn cảm với độc tố bạch hầu Cũng như tế bào vi khuẩn, tế bào cổ khuẩn (ngoại trừ chi Thermoplasma) có thành tế bào bên ngoài giữ chức năng bảo vệ. Tuy nhiên, không như ở vi khuẩn, thành tế bào của cổ khuẩn không chứa peptidoglycan và vì thế không bị phá huỷ dưới tác dụng của lysozym. Cổ khuẩn có rất nhiều dạng cấu trúc thành tế bào khác nhau. Một số cổ khuẩn (như các loài sinh methane) có thành tế bào cấu tạo bởi một loại polysaccharid rất giống với peptidoglycan được gọi là pseudo-peptidoglycan (pseudomurein). Chuỗi pseudo-peptidoglycan gồm các đơn nguyên N-acetyl-glucosamin và N-acetyl-alosamin- uronic acid (thay cho N-acetyl-muramic acid trong peptidoglycan). Ngoài ra, ở đây cầu nối glycosid 1 3 thay thế cho cầu nối glycosid 1 4 ở peptidoglycan. Một số cổ khuẩn khác lại hoàn toàn không có cả peptidoglycan và pseudo-peptidoglycan trong thành tế bào mà thay vào đó là hỗn hợp gồm polysaccharid, glycoprotein hoặc protein. Ví dụ như các loài Methanosarcina (cổ khuẩn sinh methane) có thành tế bào là một lớp polysaccharid dày cấu tạo từ glucoza, glucuronic acid, galactosamin và acetat. Các loài cổ khuẩn ưa mặn cực đoan (extreme halophiles) như là Halococcus có thành tế bào tương tự như Methanosarcina nhưng chứa nhiều hợp chất có nhóm sulfat giống như chondroitin sulfat ở tổ chức liên kết của động vật. Dạng cấu trúc thành tế bào phổ biến nhất ở cổ khuẩn là lớp paracrystallin bề mặt (S-layer) gồm protein hay glycoprotein. Cấu trúc này được tìm thấy ở các đại diện thuộc tất cả các nhóm cổ khuẩn, từ ưa mặn cực đoan (extremely halophilic), ưa nhiệt cực đoan (extremely thermophilic) và cả các loài sinh methane. Đặc biệt các chi Methanospirillum và Methanothrix (cổ khuẩn sinh methane) có cấu trúc thành tế bào vô cùng phức tạp. Các loài thuộc hai chi này mọc thành chuỗi dài gồm nhiều tế bào, ở giữa mỗi cặp tế bào có một lớp đệm dày và toàn bộ cấu trúc chuỗi đó lại được bọc kín trong một lớp paracrystallin bề mặt.
  88. Thành phần và cấu trúc lipid của màng tế bào là một trong những đặc điểm nổi bật phân biệt cổ khuẩn và hai nhóm còn lại. Trong khi ở vi khuẩn và sinh vật nhân thật cầu nối acid béo glycerol trong lipid màng tế bào là liên kết este (ester) thì ở cổ khuẩn lại là liên kết ete (ether) (Hình 2). Acid béo trong este-lipid thường là các phân tử ngắn, mạch thẳng. Trái lại, acid béo trong ete-lipid là các phân tử mạch dài, phân nhánh, thuộc cả hai dạng phytanyl (C20 cacbuahydro tổng hợp từ isopren) và biphytanyl (C40). Do chỉ có ở cổ khuẩn và không bị biến đổi dưới nhiệt độ cao nên isopren-lipid được lấy làm chất chỉ thị của cổ khuẩn hoá thạch. Enzyme polymeraza thực hiện quá trình sao mã trên khuôn ADN (DNA- dependent RNA polymerase) ở ba lĩnh giới sinh vật cũng có nhiều điểm khác nhau. Vi khuẩn chỉ có một loại ARN- polymeraza có cấu trúc không gian đơn Hình 2. Lipid trong màng tế bào của cổ giản, gồm bốn chuỗi polypeptid 2, 1, khuẩn (ete-lipid) khác với của vi khuẩn và 1’ và một nhân tố không cố định. Cổ sinh vật nhân thật (este-lipid) khuẩn có nhiều loại ARN-polymeraza, cấu trúc mỗi loại lại phức tạp hơn nhiều so với ARN-polymeraza vi khuẩn. ARN-polymeraza của cổ khuẩn sinh methane và các loài ưa mặn (halophilic) gồm tám chuỗi polypeptid (5 chuỗi dài và 3 chuỗi ngắn). ARN- polymeraza ở cổ khuẩn ưa nhiệt cao (hyper-thermophilic) lại phức tạp hơn, gồm ít nhất 10 chuỗi peptid. Polymeraza thực hiện quá trình tổng hợp ARN thông tin (mARN) ở sinh vật nhân thật gồm 10-12 chuỗi polypeptid có kích thước tương tự như ở ARN- polymeraza của cổ khuẩn ưa nhiệt cao. Ngoài ra, sinh vật nhân thật còn có hai loại ARN- polymeraza khác nữa đặc hiệu cho quá trình tổng hợp ARN của ribosom (rARN) và ARN vận chuyển (tARN). Như vậy chất kháng sinh rifampicin có tác dụng ức chế đơn vị của polymeraza chỉ có hiệu quả đối với vi khuẩn vì cổ khuẩn và sinh vật nhân thật không có loại polymeraza này. Với những điểm khác biệt trong trình tự 16S rARN cũng như cấu trúc ARN- polymeraza, hiển nhiên bộ máy sinh tổng hợp protein của ba lĩnh giới sinh vật cũng sẽ không đồng nhất. Tuy có kích thước của ribosom giống với vi khuẩn (70S) nhưng cổ khuẩn lại có nhiều bước trong quá trình sinh tổng hợp protein rất giống với sinh vật nhân thật (80S ribosom). Nhiều chất kháng sinh ức chế quá trình sinh tổng hợp protein ở vi
  89. khuẩn lại không có hiệu lực đối với cổ khuẩn và sinh vật nhân thật (Bảng 2). Ngoài ra, tương tự như ở sinh vật nhân thật, nhân tố kéo dài EF-2 trong ribosom ở cổ khuẩn có phản ứng với độc tố bạch hầu, một loại độc tố vô hại đối với vi khuẩn. Tuy nhiên nhân tố EF-2 ở cổ khuẩn mang tính đặc hiệu cao, nhân tố này hoàn toàn không hoạt động trong môi trường ribosom của vi khuẩn hoặc sinh vật nhân thật. Các thí nghiệm lai ribosom in vitro cho thấy ribosom ghép giữa đơn vị lớn (50S) của cổ khuẩn và đơn vị nhỏ (40S) của sinh vật nhân thật vẫn thức hiện chức năng giải mã một cách bình thường, trong khi đó việc ghép tương tự giữa vi khuẩn và sinh vật nhân thật lại hoàn toàn không tương thích. Như vậy cấu trúc bộ máy sinh tổng hợp protein của cổ khuẩn có nhiều điểm tương đồng với sinh vật nhân thật hơn là với vi khuẩn. Giống như vi khuẩn, cổ khuẩn có một nhiễm sắc thể dạng vòng, tuy nhiên genom của cổ khuẩn thường nhỏ hơn nhiều so với genom của vi khuẩn. Chẳng hạn ADN của Escherichia coli là 2,5 x 109 Da, trong khi đó ADN của Thermoplasma acidophilum là 0,8 x 109 Da, hay của Methanobacterium là 1,1 x 109 Da. Ngoài ra thành phần GC (mol%) của ADN ở cổ khuẩn dao động trong phạm vi rất lớn, từ 21 đến 68 %, chứng tỏ tính đa dạng của cổ khuẩn. So sánh trình tự đầy đủ của genom ở cổ khuẩn Methanococcus jannaschi với genom của vi khuẩn và sinh vật nhân thật cho thấy 56% trong 1738 gen không tương đồng.
  90. Bảng 2. Tính mẫn cảm của đại diện ba lĩnh giới sinh vật đối với các chất ức chế quá trình sinh tổng hợp protein Cổ khuẩn Vi khuẩn Sinh vật nhân Chất kháng Tác dụng ức chế thật sinh Methano- Sulfo- Escheri- Saccharomyces bacterium lobus chia coli cerevisae Cycloheximid Ức chế bước + khởi đầu Virginiamycin, Ức chế bước + + pulvomycin kéo dài Neomycin, Dừng tổng hợp + + + + puromycin sớm Rifamycin Ức chế enzyme + ARN polymeraza Erythromycin, Tăng tần số mắc + streptomycin, lỗi và một số chloramfenicol hiệu ứng khác Các hình thức dinh dưỡng ở cổ khuẩn Cổ khuẩn có nhiều hình thức dinh dưỡng: hoá dưỡng hữu cơ (chemoorganotrophy), hoá dưỡng vô cơ (chemolithotrophy), tự dưỡng (autotrophy), hay quang hợp (phototrophy). Hoá dưỡng hữu cơ là hình thức dinh dưỡng của nhiều loài cổ khuẩn, tuy nhiên các chu trình phân giải chất hữu cơ thường có một số điểm khác biệt so với vi khuẩn. Cổ khuẩn ưa mặn (halophiles) và ưa nhiệt cực đoan (extreme thermophiles) phân giải glucoza theo một dạng cải biên của con đường Entner-Doudoroff (E-D). Nhiều loài cổ khuẩn lại có khả năng sản sinh ra glucoza từ các chất ban đầu không phải là hydratcarbo (gluconeogenesis) thông qua các bước đảo ngược của quá trình glycolysis (con đường Embden-Meyerhof). Oxygen hoá acetat thành CO2 được thực hiện qua chu trình TCA (đôi khi với một số thay đổi trong các bước phản ứng), hoặc qua con đường acetyl-CoA (Ljungdahl-Wood). Các thành phần của chuỗi vận chuyển điện tử như ở vi khuẩn đều được tìm thấy ở cổ khuẩn, trong đó cytochrom a, b và c có ở các loài ưa mặn cực đại, cytochrom a có ở một số loài ưa nhiệt cao. Mô phỏng dựa trên chuỗi chuyển điện tử ở phần lớn cổ khuẩn cho thấy chúng thu nạp điện tử từ chất cho vào chuỗi ở nấc thang 0 NADH, oxygen hoá chất nhận điện tử cuối cùng là O2, S hay một số chất khác, đồng thời tạo ra lực đẩy proton (proton motiv force) để tổng hợp ATP nhờ bộ máy ATPaza khư trú trong màng tế bào. Hoá dưỡng vô cơ khá phổ biến ở cổ khuẩn, trong đó hydro thường được sử dụng làm chất cho điện tử.
  91. Tự dưỡng đặc biệt phổ biến ở cổ khuẩn và diễn ra dưới nhiều hình thức khác nhau. Ở cổ khuẩn sinh methane và cổ khuẩn hoá dưỡng vô cơ ưa nhiệt cao CO2 được chuyển hoá thành các hợp chất hữu cơ qua con đường acetyl-CoA, trong đó một số loài có cải biên ở các bước phản ứng khác nhau. Một số loài cổ khuẩn khác (như Thermoproteus) cố định CO2 theo chu trình citric acid đảo ngược, tương tự như ở vi khuẩn lam lưu huỳnh. Mặc dù các loài cổ khuẩn ưa nhiệt cực đoan đều thực hiện hình thức dinh dưỡng hữu cơ nhưng nhiều loài vẫn có khả năng cố định CO2 và thực hiện quá trình này theo chu trình Calvin, tương tự như ở vi khuẩn và sinh vật nhân thật. Khả năng quang hợp có ở một số loài cổ khuẩn ưa mặn cực đoan, tuy nhiên khác với vi khuẩn, quá trình này được thực hiện hoàn toàn không có sự tham gia của chlorophill hay bacteriochlorophill mà nhờ một loại protein ở màng tế bào là bacteriorhodopsin kết gắn với phân tử tương tự như carotenoid có khả năng hấp phụ ánh sáng, xúc tác cho quá trình chuyển proton qua màng nguyên sinh chất và sử dụng để tổng hợp ATP. Tuy nhiên, bằng hình thức quang hợp này cổ khuẩn ưa mặn cực đoan chỉ có thể sinh trưởng với tốc độ thấp trong điều kiện kỵ khí, khi môi trường thiếu chất dinh dưỡng hữu cơ. Môi trường sống của cổ khuẩn và giả thuyết về hình thành sự sống trên trái đất Cổ khuẩn được biết đến như những vi sinh vật thích nghi với các môi trường có điều kiện cực đoan (extreme) như nhiệt độ cao (thermophilic), nơi lạnh giá (psychrophilic), nồng độ muối cao (halophilic) hay độ acid cao (acidophilic) v.v. Đó cũng là một lý do giải thích tại sao cổ khuẩn lại khó được phân lập và nuôi cấy trong điều kiện phòng thí nghiệm. Trong giới sinh vật, cổ khuẩn có các đại diện cư trú ở các điều kiện nhiệt độ cao hơn cả (Bảng 3, Hình 3), nhiều loài có thể sống ở nhiệt độ trên 100 C dưới áp suất cao như ở các miệng núi lửa dưới đáy đại dương. Cơ chế thích nghi của tế bào vi sinh vật với nhiệt độ cao như vậy còn đang được nghiên cứu. Ở cổ khuẩn, một số phương thức thích nghi với nhiệt độ cao được biết đến như tác dụng của enzyme gyraza trong việc bảo vệ cấu trúc xoắn của ADN dưới tác động của nhiệt, hay ete-lipid, nhất là C40-lipid trong màng tế bào của cổ khuẩn, giúp làm tăng đô bền vững của màng. Tuy nhiên cổ khuẩn không chỉ sống ở các môi trường cực đoan. Ngoài đại dương cổ khuẩn tồn tại với một số lượng lớn. Trên đất liền các loài cổ khuẩn sinh methane ưa ấm có mặt ở nhiều môi trường khác nhau, như các bể lên men chất thải hữu cơ, các chân ruộng lúa ngập nước, đường tiêu hoá của động vật v.v.
  92. Bảng 3. Nhiệt độ phát triển cao nhất của các đại diện sinh vật trên trái đất Cá 38 C Côn trùng 50 Động vật đơn bào 50 Tảo 56 Nấm 60 Vi khuẩn thường 90 Cổ khuẩn 113 Khả năng thích nghi đối với các điều kiện sống cực đoan của cổ khuẩn là cơ sở để giả thuyết rằng chúng là những sinh vật sống đầu tiên xuất hiện trên trái đất. Trái đất của chúng ta trong thời kỳ đầu có nhiệt độ rất cao, khoảng 100 C trở lên, chứa nhiều ammon và khí methane trong khí quyển, do vậy những dạng sống đầu tiên phải là các sinh vật yếm khí và ưa nhiệt cao (hyper-thermophiles). Với các đặc điểm sinh lý như tính ưa nhiệt, sống kỵ khí, sử dụng các chất hữu cơ và vô cơ là nguồn năng lượng, các loài cổ khuẩn ưa nhiệt cao có lẽ phù hợp với dạng sống nguyên thuỷ mô phỏng theo điều kiện của trái đất trong thời kỳ đầu. Trong thực tế, chất chỉ thị mạch isoprene-lipid thành phần màng tế bào của cổ khuẩn được tìm thấy trong các lớp trầm tích có tuổi là 3,8 tỷ năm. Các nghiên cứu dựa trên trình tự 16S rARN cho thấy cổ khuẩn, đặc biệt là nhóm cổ khuẩn ưa nhiệt cao, tiến hoá chậm hơn đáng kể so với vi khuẩn và sinh vật nhân thật. Tuy nhiên tốc độ tiến hoá chậm của cổ khuẩn so với hai lĩnh giới còn lại có thể do môi trường sống khắc nghiệt của chúng tạo ra. Cho đến nay câu hỏi về nguồn gốc sự sống và vai trò của cổ khuẩn trong đó vẫn còn đang tiếp tục được tranh luận.
  93. Hình 3. Một trong những nơi đầu tiên cổ khuẩn được tìm thấy: suối nước nóng trong công viên Quốc gia Yellowstone (Mỹ).
  94. Phả hệ cổ khuẩn dựa trên trình tự 16S rARN Dựa trên so sánh trình tự 16S rARN các đại diện cổ khuẩn đã phân lập được chia thành hai nhóm chính là Euryarchaeota và Crenarchaeota (Hình 4,5). Euryarchaeota là nhóm cổ khuẩn được biết rõ nhất, bao gồm nhiều loài sinh methane, cổ khuẩn ưa mặn, khử sulfat (Archaeoglobales), Thermoplasmalates và Thermococcales. Nhóm Crenarchaeota gồm ba lớp Desulfococcales, Sulfolobales và Thermoproteales. Sau này nhóm cổ khuẩn Korarchaeota được đề xuất thêm (Hình 6), tuy nhiên chỉ dựa trên các trình tự 16S rADN có được từ các mẫu ADN tách trực tiếp từ môi trường chứ chưa có đại diện nào được phân lập và nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Hình 4. Các đại diện của hai nhóm cổ khuẩn Crenarchaeota và Euryarchaeota.
  95. Hình 5. Hình thái một số đại diện của hai nhóm cổ khuẩn Euryarchaeota và Crenarchaeota Hình 6 Mối liên quan phả hệ của ba nhóm Hình 7 Nanoarchaeum equitans (cầu
  96. cổ khuẩn Euryarchaeota và Crenarchaeota khuẩn nhỏ) trên bề mặt Ignicoccus sp. và Korarchaeota (cầu khuẩn lớn) Gần đây (2002), nhóm nghiên cứu của giáo sư Stetter, một trong những nhà nghiên cứu cổ khuẩn hàng đầu thế giới, công bố sự hiện diện của nhóm cổ khuẩn thứ tư, Nanoarchaeota, gồm những cổ khuẩn có kích thước rất nhỏ với một đại diện duy nhất được tìm thấy là Nanoarchaeum equitans (Hình 7). Loài cổ khuẩn này có tế bào hình cầu, đường kính 400 nm, sống bám trên bề mặt tế bào của một loài cổ khuẩn mới Ignicoccus sp., phân lập từ mẫu nước nóng ở độ sâu 106 m dưới đáy biển. Đây là một loài ưa nhiệt cực đoan, phát triển ở nhiệt độ tối ưu 75-98 C. Nhiều trình tự 16S rARDN trực tiếp có được từ môi trường có nhiệt độ cao cũng khẳng định sự tồn tại và khác biệt của nhóm Nanoarchaeota so với các nhóm cổ khuẩn còn lại. Đa dạng và các nhóm cổ khuẩn đại diện Xét về các đặc điểm sinh lý, cổ khuẩn có thể phân thành bốn nhóm chính là sinh methane (methanogens), cổ khuẩn ưa nhiệt cao (hyper-therrmophiles), cổ khuẩn ưa mặn (halophiles) và cổ khuẩn ưa acid (acidophiles) thuộc lớp Thermoplasmatales với nhiều đại diện đã được phân lập và nghiên cứu trong phòng thí nghiệm (Hình 8).
  97. Hình 8. Đại diện các nhóm cổ khuẩn chính Cổ khuẩn sinh methane (methanogens) Trong cổ khuẩn, các loài sinh methane làm thành một nhóm lớn và đa dạng với các đặc điểm chung là (1) tạo khí methane như sản phẩm cuối cùng của chu trình trao đổi năng lượng và (2) sống kỵ khí bắt buộc. Cổ khuẩn sinh methane thu năng lượng cho quá trình sinh trưởng từ việc chuyển hoá một số chất thành khí methane. Nguồn cơ chất chủ yếu của các vi sinh vật này là hydro, format và acetat. Ngoài ra, một số hợp chất C1 như metanol, trimethylamin, dimethylsulfid và rượu như isopropanol, isobutanol, cyclopentanol, etanol cũng được sử dụng làm cơ chất (Bảng 4). Quá trình sinh methane ở cổ khuẩn có thể coi như là quá trình hô hấp kỵ khí, trong đó chất nhận điện tử là CO2 hoặc nhóm methyl trong các hợp chất C1 và acetat. Tuy nhiên, như ta thấy trong bảng 4, năng lượng được giải phóng ra trong các phản ứng tạo methane đều rất nhỏ. Để so sánh ta có thể lấy năng lượng giải phóng từ phản ứng oxygen hoá glucoza bằng oxygen C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O (∆G0’ = 2870 kJ/mol). Là những sinh vật duy nhất có khả năng tạo ra khí methane, cổ khuẩn sinh methane có
  98. những enzyme và coenzyme thiết yếu cho quá trình tổng hợp methane và đóng vai trò chỉ thị cho nhóm, ví dụ như coenzyme F420 và coenzyme M. Sự hiện diện của coenzyme F420 khiến cho các tế bào của cổ khuẩn sinh methane có tính tự phát sáng dưới ánh đèn huỳnh quang (bước sóng 350 420 nm). Mặc dù hiện tượng tự phát sáng này có thể mạnh, yếu, hay đôi khi mất hẳn, tuỳ thuộc vào các pha sinh trưởng của tế bào, nhưng đó vẫn là một đặc điểm đơn giản và tiện lợi để nhận biết cổ khuẩn sinh methane dưới kính hiển vi. Bên cạnh đó, trình tự acid amin trong các chuỗi peptid của coenzyme M cũng được dùng để phân loại cổ khuẩn sinh methane. Những nghiên cứu trong lĩnh vực này cho thấy sự tương đồng giữa cây phân loại dựa trên trình tự 16S rARN và cây phân loại dựa trên trình tự acid amin của các đơn vị và trong coenzyme M. Bảng 4. Phản ứng tạo methane trên các cơ chất khác nhau và năng lượng được giải phóng từ đó Phản ứng sinh methane Năng lượng được giải phóng G0’ (kJ/ methane) 4H2 + CO2 CH4 + 2H2O 135,6 4 Format CH4 + 3CO2 + 2H2O 130,1 4 Isopropanol + CO2 CH4 + 4 Aceton + 2H2O 36,5 2 Etanol + CO2 CH4 + 2 Acetat 116,3 Metanol + H2 CH4 + H2O 112,5 4 Metanol 3CH4 + CO2 + 2H2O 104,9 + 4 Methylamin + 2H2O 3CH4 + CO2 + 4NH4 75,0 + 2 Dimethylamin + 2H2O 3CH4 + CO2 + 2 NH4 73,2 + 4 Trimethylamin + 6H2O 9 CH4 + 3CO2 + 4 NH4 74,3 2 Dimethylsulfid + 2H2O 3CH4 + CO2 + H2S 73,8 Acetat CH4 + CO2 31,0 Những nơi thông thường có thể tìm thấy cổ khuẩn sinh methane là các bể lên men hữu cơ kỵ khí, các lớp trầm tích thiếu oxygen, đất ngập úng và hệ đường ruột của động vật. Khi ở dạng chủng đơn cổ khuẩn sinh methane rất nhạy cảm với oxygen, tuy vậy trong tự nhiên chúng có thể tồn tại ở môi trường hiếu khí nhờ được bao bọc và bảo vệ bởi các vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí khác. Trong môi trường kỵ khí, cổ khuẩn sinh methane phải cạnh tranh về cơ chất, đặc biệt là hydro và acetat, với các nhóm vi sinh vật sử dụng chất nhận điện tử có hiệu điện thế khử dương tính hơn so với CO2 như là nitơrat, sulfat và ôxit sắt III. Như vậy cổ khuẩn sinh methane sẽ chiễm lĩnh các môi trường nơi không có nhiều các loại chất nhận điện tử tiềm năng này. Do không có khả năng sử dụng rộng rãi các loại cơ chất khác nhau, trong tự nhiên cổ khuẩn sinh methane thường phải phụ thuộc vào các loài vi khuẩn lên men vì chúng chuyển hoá đa dạng chất hữu cơ thành các acid hữu cơ, hydro, format và acetate, trong đó hydro, format và acetate là nguồn thức ăn trực tiếp cho cổ khuẩn sinh methane, còn các acid hữu cơ sản phẩm của quá trình lên men như propyonat, butyrate thì cần phải được một nhóm vi khuẩn khác chuyển hoá thành cơ chất thích hợp rồi mới đến lượt cổ khuẩn chuyển thành khí methane. Có hai hình thức cộng sinh: bắt buộc và không bắt buộc. Trong hình thức cộng sinh giữa cổ khuẩn sinh methane và vi khuẩn lên men, chỉ có cổ khuẩn phụ thuộc vào mối liên hệ này do nhu cầu về thức
  99. ăn còn các hoạt động trao đổi chất của chúng hoàn toàn không có ảnh hưởng gì tới các vi khuẩn lên men, vì thế hình thức này được gọi là cộng sinh không bắt buộc. Cộng sinh bắt buộc diễn ra giữa cổ khuẩn sinh methane và một nhóm vi khuẩn cộng sinh bắt buộc, trong đó cả đôi bên cùng cần đến nhau, ví dụ như hiện tượng cộng sinh giữa Methanobrevibacter và Synthrophobacter (Hình 9). Nhóm vi khuẩn cộng sinh trong mối liên kết này oxygen hoá acid hữu cơ như propionate, các acid có mạch carbon dài hơn, các hợp chất thơm và chuyển điện tử sang proton hay CO2, tạo thành hydro hay format tương ứng. Nhóm vi khuẩn cộng sinh này chỉ có thể thực hiện được trao đổi chất khi Hình 9 : Cộng sinh giữa Methanobrevibacter (tế nồng độ hydro và format trong bào trực khuẩn) và Synthrophobacter (tế bào hình môi trường xung quanh được giữ oval). ở mức rất thấp, và nhiệm vụ đó do cổ khuẩn sinh methane đảm nhiệm. Các loài sinh methane thường có mặt trong mối liên kết cộng sinh bắt buộc là Methanoplanus endosymbiosus, các loài Methanobrevibacter, và Methanobacterium formicicum. Ở một số môi trường đặc biệt như các suối nước nóng hay các tầng nham thạch núi lửa cổ khuẩn sinh methane thường có mặt với số lượng lớn. Trong trường hợp này chúng sống tự do, không phụ thuộc vào các vi sinh vật khác vì nguồn cơ chất chủ yếu được sử dụng ở đây là hydro, sản phẩm có được từ con đường lý hoá chứ không qua con đường sinh học. Hiện nay tổng số cổ khuẩn sinh methane được biết đến là 50 loài thuộc 19 chi, sáu họ và ba lớp (Bảng 5 và 6). Sự phân loại này dựa trên trình tự 16S rARN hiện có, tuy nhiên chúng ta có thể hình dung được rằng theo thời gian khi những loài mới được biết thêm thì có thể bảng phân loại này sẽ cần phải thay đổi. Bảng 5. Các nhóm phân loại chính của cổ khuẩn sinh methane Lớp Họ Chi Methanobacteriales Methanobacteriaceae (T) Methanobacterium (T) -nt- -nt- Methanobrevibacter -nt- -nt- Methanosphaera
  100. -nt- Methanothermaceae Methanothermus (T) Methanococcales Methanococcaeae (T) Methanococcus (T) Methanomicrobiales Methanosarcinaceae Halomethanococcus -nt- -nt- Methanococcoides -nt- -nt- Methanohalobium -nt- -nt- Methanohalophilus -nt- -nt- Methanolobus -nt- -nt- Methanosarcina (T) -nt- -nt- Methanosaeta (Methanothrix) -nt- Methanomicrobiacaea (T) Methanoculleus -nt- -nt- Methanogenium -nt- -nt- Methanolacinia -nt- -nt- Methanomicrobium (T) -nt- -nt- Methanoplanus -nt- -nt- Methanospirillum -nt- Methanocorpusculaceae Methanocorpusculum (T) T = họ/ chi chuẩn; -nt- như trên Về hình thái, cổ khuẩn sinh methane rất đa dạng, trong đó một số loài có hình dạng đặc trưng dễ nhận biết dưới kính hiển vi như Methanosarcina, Methanospirillum hay Methanosaeta (Hình 10). Ngoài ra, một trong những đặc điểm quan trọng dùng để phân loại nhóm cổ khuẩn này là nguồn cơ chất có thể sử dụng để sinh methane (Bảng 6). Họ Methanobacteriaceae có thành tế bào cấu tạo từ pseudomurein, vì thế bắt mầu Gram (+). Họ Methanobacteriaceae gồm có ba chi là Methanobacterium, Methanobrevibacter và Methanosphaera. Các loài thuộc chi Methanobacterium có tế bào hình que hoặc hình sợi, đôi khi tạo nhóm gồm nhiều tế bào. Tất cả các loài thuộc chi này đều có khả năng sinh methane từ H2 + CO2, một số loài sử dụng.