Методы общей бактериологии (том 3) (947294), страница 19
Текст из файла (страница 19)
20.2.4) й перепечатывания колоний с чашки на чашку (разд. 20.2.5). Выбор тестов для анализа полностью зависит от исследователя. Более предпочтительными являются тесты, предназначенные для получения информации о единичном свойстве, т. е. об элементарном признаке. Элементарным признаком называется таксономическая характеристика двух илн нескольких состояний, которая является логически неделимой, если только не меняется метод кодирования (5, 16). В нумернческой таксономни основными источннкамн информации для классификации н идентификации являются фенотнпнческне признаки, генетические же признаки (гл, 22) в рамках указанного подхода обычно не используются. Составляя набор данных, не рекомендуется использовать тесты, в которых учитываются избыточные при- Ю1 ЧАСТЬ Т, СИСТЕМАТИКА знаки или признаки, присущие или несвойственные одновременно всем штаммам данного набора (они не дают полезной днскриминирующей информации).
В каждый набор штаммов следует включать типовые илн референтные штаммы, для которых результаты теста заранее известны, что позволяет контролировать пригодность используемых сред и методов. При тестировании следует использовать также невнокулированные контрольные пробы, которые могут помочь обнаружить случайное заражение. Такие контрольные пробы повышают точность результатов. Обработку всех штаммов одной серии следует по возможности стандартизировать. Например, если один штамм из набора нуждается в добавлении к среде О,бам (вес/объем) хлорпда натрия, среды для всех штаммов данного набора должны иметь такую же концентрацию этой соли, если только она не подавляет рост какого- либо штамма.
Процедуры инокулирования н инкубации также следует стандартизировать. Петли для ннокуляции должны иметь одинаковый диаметр, пастеровские пипетки для посева культур также должны быть одинаковыми, чтобы наносить капли равного объема. Следует использовать культуры, взятые в фазе экспоненциального роста.
Время инкубации определяется скоростью роста изучаемого штамма. Медленно растущие штаммы следует инкубировать достаточно долго, в противном случае результат теста может быть ошибочно интерпретирован как отрицательный. Обычно результаты учитывают и регистрируют через 1, 2, 3, 7, 14, 21 и 28 суток после посева. При этом естественно обеспечивается оптимальная для изучаемых штаммов температура инкубации. 21.3. КОДИРОВАНИЕ ДАННЫХ Необходимо своевременно и непрерывно регистрировать проведение тестов и их результаты.
Отдельные странички с наспех набросанными заметками чаще всего теряются, а записи на них не поддаются расшифровке. Лучше всего вести регистрацию в специальных журналах с разграфленными на 80 колонок страницами, которые обычно используют в книгохранилищах нли 102 м нумерическля тлксономня Признаки слабая чунстви. тельиость к пе- нициллину № штамма срепняя чувствительность к пенициллину сильная чувстви. тшышсть к пенн циллииу НС'! + НС НС !4 !5 16 17 Ч Р!С вЂ” ие сравнивается 103 вычислительных центрах; такая форма регистрации удобна для переноса таксономических данных на перфокарты или ленты.
Стандартная карта 1ВМ содержит 80 пронумерованных колонок; единственное, что может ограничить ее использование,— это размер страниц с зарегистрнрованными результатами. Форма и размер этих страниц должны быть приемлемыми для компьютера и удовлетворять требованиям всего исследования. Наконец, все результаты, полученные для данного набора штаммов, преобразуют в числовую форму.
В нумерической таксономии используется 3 основных типа числовых кодов. Самым простым является двоичный код для элементарных признаков, когда положительная реакция (плюс) кодируется как 1, а отрицательная (минус) — как О. Обычно указывается, какие нз признаков не поддаются сравнению (НС) (например, если один из изучаемых штаммов не может расти на среде, используемой для определения способности образовывать НтЗ). В разных компьютерах и разными специалистами для обозначения этого понятия используются различные коды.
Так, например, результаты теста могут быть обозначены знаками «плюс», «минус» и «НС» или, в числовой форме, соответственно 1, О и 3. Другой метод кодирования используется для количественно определяемых признаков, отражающих активность реакции или глубину превращения (например, интенсивное или слабое образование кислот из глюкозы или других углеводов, сильная нли слабая реакция на Таблица 21.1. Пример представления результатов учета количественно определяемых признаков для нх дальнейшего преобразования в числовую форму чАсть ч. системАтикА оксидазу). Пример записи таких данных, которые в дальнейшем преобразуют в числовую форму, приводится в табл. 21.1. Третий тип кодирования относится к качественно определяемым признакам, таким, как пигментация, окраска по Грану или форма клеток [3[. Данные, закодированные в числовой форме, готовы для переноса на перфокарты.
Составленную перфокарту необходимо проверить, так как даже самый опытный оператор может допустить ошибки. После проверки данные готовы для компьютерного анализа. 21.4. ОБРАБОТКА ДАННЫХ НА ЭВМ Нумерическая таксономия требует проведения многочисленных расчетов на основе имеющихся данных, что может стоить немалых усилий, если изучается большое количество штаммов. Таким образом, расходы на обработку данных с помощью вычислительной техники могут быть значительными. Общее количество арифметических расчетов (А>), необходимых для изучаемого набора штаммов, можно определить по формуле >зп (и — !), где п — общее число штаммов в наборе. Например, для сравнения результатов по 100 штаммам необходимо провести 4950 арифметических расчетов.
С линейным увеличением числа штаммов число расчетов увеличивается экспо~еициально. Компьютер производит логическую последовательную обработку данных, включая оценку общего сходства между штаммами и иерархическое распределение штаммов па основе степени их сходства. Существует много программ, предназначенных для кластерного анализа. Такие программы предложены, в частности проф, Снисом (Ре1ег 5пеа1)>, 1)п!чегз!1у о1 1.е!сез1ег, ).е!сез(ег, Епп!ап<!), проф. Колуэлл (КНа К.
Со!>не!1, 1)п!чегз!(у о1 Магу!ап<(, Со!!еде Раг[<, Мб.), проф. Рольфом ()ашез Ко)>!1, 51а1е 1)п!чегз!(у о1 Хе~ч '>'ог(<, 51опу Вгоо[<, 5!. '>'.) и проф. Кровелло (Тео<(оге СгочеИо, 1)п1- чегайу о1 5)0!ге Паше, 5)0!ге Г>ап>е, 1п<!.). Используя любую из имеющихся программ, после нескольких крат- ЕЬ НУМЕРИЧЕСКАЯ ТАКСОНОМИЯ ких уроков исследование в области нумерической таксономин сможет провести даже начинающий таксономист. На ранних этапах исследования данные вводят на файлы компьютера.
Этн файлы могут быть вызваны нз удаленных терминалов для внесения дополнений и корректив. На основе полученных данных вычисляют степень сходства каждого из штаммов по отношению ко всем членам множества; любой из членов этого множества принято называть операционной таксономпческой единицей (ОТЕ). При проведении анализа пользуются коэффициентом сходства.
Имеется большой выбор таких коэффициентов [1, 5, 7, 8], однако в нумерическойтаксономии бактерий наиболее широко используются два из них. Простой коэффициент соответствия (5зсг) определяется [14] уравнением а 1-с ьм а+Ь+с ' Коэффициент Жаккарда (5~) [!0] определяется так: а Я,=— а+э' где а и с — количество положительных и отрицательных совпадающих результатов соответственно, а Ь вЂ” число несовпадающих результатов, выявленных при сопоставлениях различных ОТЕ, При использовании коэффициента Язм рассматривается общее соответствие сопоставляемых штаммов, включая соответствие как по числу общих признаков со знаком плюс, так и по числу общих признаков со знаком минус; поэтому данный коэффициент является мерой общего сходства.
При использовании коэффициента Яг совпадающие признаки со знаком минус в расчет не принимаются. Хотя достоинства каждого из этих уравнений подробно обсуждаются в ряде работ [4, 5], необходимо подчеркнуть, что коэффициент Язм может отражать наличие большого числа отрицательных совпадающих признаков, создавая, таким образом, ошибочное впечатление об однородности массива. Это может вызывать трудности в исследованиях многокомпонентных сообществ бактерий, подобных встречающимся в природе [9]. На практике данные 105 ЧАСТЬ У.
СИСТЕМАТИКА обычно анализируют, используя как коэффициент озм так и коэффициент 5ь В результате анализов, проводимых в исследованиях по нумерической таксономии, составляют матрицы сходства, содержащие информацию о связях между штаммами. На основе результатов вычисления сходства можно провести кластерный анализ с целью распределения штаммов в иерархическом порядке в соответствии со степенью общего сходства. Для кластерного анализа подсчитывают индексы сходства во всех возможных парах ОТЕ в пределах объема полученных данных.
С помощью простого метода односторонней связи матрицу данных сканируют для определения пары организмов с наибольшей степенью сходства (3) 1101. Затем матрицу вновь сканируют с целью выявления пар ОТЕ со следующими по величинам значениями Я. Такой парой могут быть организмы, примыкающие к начинающему вырисовываться кластеру.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
