构建限制性培养条件下细菌群体生长模型的探讨

依据E.coli菌株在摇瓶和发酵罐培养条件下菌群增长过程光密度值的变化,在改进了数据平滑和微分求导方法的基础上,以瞬时速率和瞬时增量为目标函数表征菌群增长的动力学过程.瞬时速率表现为指数衰减模式,而瞬时增量的过程曲线因接种量而异,由它们所表征的生长动力学过程都不存在延迟期和稳定期.动力学曲线的形状由接种物中含有的处于分裂状态的细胞数所决定,它是菌群内源性的增长能力(来自细胞分裂的连续发生)和由增长引发的外源性阻抑力(营养物质的减少和代谢产物的增加)相互作用的结果.由瞬时速率和瞬时增量还可推导出菌群增长的倍增时间及体积生产效率等参量.研究结果可为解决logistic方程和Monod方程在拟合菌群增长过程曲线时遇到的不确定性等难题提供有效的数学分析方法.     

光合细菌最佳生长条件筛选

目的:优化光合细菌的最佳培养条件。方法:通过绘制不同的生长曲线研究不同培养基及不同培养条件等理化因素对2株光合细菌(类球红细菌1.2174、沼泽红假单胞菌1.2180)生长的影响。结果:①1.2174最佳条件:培养基(蒸馏水配制的液体富集培养基和固体ATYP);温度(35℃);pH值(8.0和9.0);接种量(培养基/种子液5:1和4:1)。②1.2180最佳条件:培养基(海水配制的ATYP和蒸馏水配制的液体富集培养基);温度(25℃和35℃);pH值(7.0和8.0);接种量(培养基/种子液2∶1和4∶1)③两株菌的光照、氧需求程度、菌群协同和振荡条件相同。结论:通过筛选,蒸馏水配制的液体富集培养基和固体ATYP培养基、35℃、1000lx、pH值8.0、培养基/种子液4∶1、微氧、有菌群协同、振荡可作为二者的通用培养条件。     

细菌群体的异质性

发生在由一祖先细胞形成的菌悬液、菌落或生物膜中的细菌群体异质性,可以使群体在面临多种胁迫环境时,通过各亚群间的协同作用生存下去。这种分化不仅有表型差异,而且还通过细胞间的遗传物质交换和细胞内的自发突变在群体水平上产生遗传差异。细菌群体的这种异质性分化可能是细菌适应环境的的根本源泉。     

关于细菌突变率及突变群体值问题的探讨

关于细菌突变率及突变群体值问题的探讨徐令超,郭慧（河南省鹤壁市农科所,鹤壁４５６６５０）（北京农业大学生物学院,北京１０００９４）细菌突变率及细菌突变群体值在繁殖后代中的比值在文献［１］一文中已进行研究并得出结论：抗病毒性自发突变细菌群体在繁殖后代中...     

突变率计算中细菌群体生长不同步系数的修正

遗传和变异是生物学最根本的问题之一, 而突变率估算有助于比较不同基因、不同生物个体、以及不同生长环境下突变率的差异。细菌因其生长繁殖快速和群体庞大而成为突变率估算的最方便的模式生物。突变率的定义为：每个细胞每一世代发生突变的概率。通常表示为。其中, 为突变数, 为细菌分裂的世代数。国内外的微生物学及遗传学教科书和专著中, 在计算细菌突变率时, 有些引入了ln2作为群体中细菌分裂不同步的校正系数, 有些则没有。那么, 在突变率估算中, 究竟是否应该对非同步生长群体进行校正？如果需要校正, 仅仅引入ln2作为     

粘细菌WXNXJ-B生物学特性及生长条件研究

目的:根据粘细菌WXNXJ-B的形态、生理生化特征对其进行分类鉴定,并对其生长条 件进行筛选.方法:根据菌体干重测定其生物量,采用单因素和正交试验对其生长条件进行 了优化.结果:此菌株在20～35℃和pH5.0～10.0之间可以生长,水解淀粉和尿素,不能还 原硝酸盐,属于标桩菌属;最佳碳源、氮源和无机盐分别为麦芽糖、酵母粉、氯化钙和硫酸 镁,其生物量分别达到3.0375g/L、2.8375g/L、2.767g/L和2.576g/L;最佳生长培养基 和生长条件为:麦芽糖8g/L,酵母粉5g/L,胰蛋白胨6g/L,D-葡萄糖酸钠6g/L,氯化钙 1.5g/L,硫酸镁0.5g/L,初始pH为7.0,培养温度为28℃.结论:确定了粘细菌WXNXJ-B的最佳生长培养基和生长条件.     

细菌群体异质性对生长动态过程的影响及其表征

在经典的表征群体生长的Logistic方程中, 假定群体中每个个体都是同质的. 解方程时的初值仅限定为N(t₀) = N₀, 因此, 对N₀相同而生理状态不同的接种物的生长动态不能区分. 事实上, 在菌群生长的任一时刻, 只有一定比例的细胞在进行分裂(设为θ), 这样, 不仅由N, 而且实际上由N和θ 共同决定. 因此, 解方程的初值条件还应加入θ (t₀) = θ₀, 而这又被在构建生长方程时所忽略, 但这一附加条件使Logistic方程的求解甚为复杂. 基于细菌生长过程的瞬时生长速率V_inst的时间过程曲线都呈Gauss分布形状这一特点, 在用瞬时生长速率成功地表征限制性条件下区分群体生长阶段的基础上, 进一步用Gauss分布近似函数表达式以求得异质性群体的生长参数, 这些参数可真实地表征不同生理状态细菌群体的生长动态, 为微生物学基础研究和在生物工程等方面的应用提供了一个新方法. 在此基础上提出了一个估算细菌群体生长延迟期和群体倍增时间的新方法.     

细菌群体感应的蛋白质组学研究进展

细菌群体感应是指细菌能合成、释放和感应一些类激素小分子信号,从而调控群体行为并对其作出应答反应。介导细菌群体感应的信号分子有多种,它们参与调节细菌许多重要生物学功能。目前对此研究的主要手段是基因组学和转录组学。然而近年来,基因组测序技术的不断发展为另一种新兴方法——以比较和功能性为基础的蛋白质组学法奠定了基础。所不同的是,传统方法只能局限性研究某些基因或蛋白,而蛋白质组学法能检测出生物体基因表达的全部蛋白,它也因此逐渐受到人们的广泛关注。主要从研究较多的三类信号分子方面描述如何利用蛋白盾组举法解析细菌交流的“语言”。     

具细菌群体感应抑制活性海洋细菌的筛选鉴定

目的:从海洋环境中筛选对细菌群体感应有抑制作用的活性菌株,为以致病菌群体感应系统为靶点的新型疗法提供新的药用资源。方法:从海水中分离纯化细菌菌株,采用根癌农杆菌平板筛选模型筛选细菌群体感应抑制活性细菌,对筛选出的海洋细菌进行生理生化和16S rDNA序列测定,根据《伯杰氏手册》进行菌种分类鉴定。结果:从217株海洋细菌中筛选出1株能显著抑制细菌群体感应效应的海洋细菌Y2,该海洋细菌具有蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)的典型特征,其16S rDNA序列与GenBank中蜡样芽孢杆菌16S rDNA的部分序列有100%的同源性。结论:海洋环境中也存在具有抑制细菌群体感应活性的微生物。     

外源基因表达造成的群体感应细菌生存压力的建模分析

外源基因的表达及其对细菌种群的影响对于群体感应系统和合成生物学产业的研究具有重要意义。然而,人们对于表达外源蛋白的细菌本身的行为模式仍然知之甚少。为了研究菌落生长和外源基因表达的过程究竟受到哪些因素的影响,文中测量了受Lux类受体调控的外源基因在N-酰基高丝氨酸内酯 (N-acyl homoserine lactone,N-AHL) 信号分子诱导下的表达,并模拟了其对细菌种群动态的影响。文中建立了一个假设性的数学模型,对信号分子诱导表达下细菌种群生长受影响的现象进行了分析。先前的研究通常将细菌种群生长受群体感应系统影响的现象归咎于合成群体感应信号分子的消耗与N-AHL信号分子的毒性,文中提供了对于这种生存压力的另一种可能的解释。     

细菌群体感应及其干扰策略的研究进展

群体感应（QS）广泛存在于细菌中,是细菌根据细胞密度变化调控基因表达的一种机制。许多植物病原菌依赖QS调控致病基因和毒性因子的表达,导致植物发病,因此通过抑制QS效应就为控制细菌病害提供了一种有效的方法。目前发现许多途径可以干扰细菌的QS,如：产生可使信号分子降解的酶,产生病原菌信号分子的类似物与信号分子受体蛋白竞争结合来阻断病原菌的群体感应,利用QS中信号分子来诱发寄主抗性。系统阐述了细菌QS及其干扰策略。     

细菌的群体感应及与病原菌致病性的关系

微生物的群体感应(quorum sensing,QS)也称为自诱导,是微生物间通过小分子分泌物(自诱导物)在细胞与细胞之间扩散以感知群体密度,并通过自诱导物的浓度及其与转录因子的相互作用调控整个群体细胞中一系列目标基因表达的一种自我感知系统.不同的细菌类型,其QS系统也有一定的差异.根据信号分子的不同,一般可以将细菌的QS系统分为3类,即以AHL为信号分子的革兰氏阴性细菌、以寡肽类物质为信号分子的革兰氏阳性细菌和以哈氏弧菌为代表的兼具上述两种类型QS系统特征的第三类QS系统.综述革兰氏阴性细菌、革兰氏阳性细菌和哈氏弧菌的3种不同QS系统及其在病原菌致病性方面的研究进展.     

以比生长速率时间曲线为基础的生物群体生长数学模型

构建了一个描述限制性环境条件下生物群体生长规律的数学模型。模型中比生长速率(μ)是时间(t)的函数。模型可以很好地拟合多种生物或生物细胞群体生长的延迟期、指数期和稳定期。该模型参数少,模型参数生物学意义明确,计算简单。     

环境因素对细菌群体感应的影响

一种海洋费氏弧菌(Vibrio fischeri)的发光现象在20世纪60年代引起了科学家的兴趣,Nealson等在1970年首次报道了该菌的菌体密度与发光呈正相关,该发光现象受细菌本身的群体感应调节系统所控制[1]。尽管细菌是单细胞原核生物,但是越来越多的研究发现细菌在自然环境中常常表现出多细胞的群体行为。细菌利用自诱导物进行相互交流并调控其群体行为的现象被称为群体感应(Quorum sensing,QS)[2],这个概念最早由Fuqua等     

细菌生长延迟期和对数期的定义及其计算

细菌生长延迟期和对数期的定义及其计算云南玉溪地区卫生防疫站玉溪６５３１００王树坤,李万林,向永芬,任东升云南玉溪师范高等专科学校吴献花,杨继民１．引言分批培养的细菌,根据生长繁殖速度的不同,可将生长曲线分为延迟、对数、稳定和衰亡四个时期。我国对这四个...     

具有群体感应抑制活性的海洋细菌的筛选

【目的】从海洋环境中筛选出能有效抑制细菌群体感应的活性菌株,为以致病菌群体感应为靶点的新型疗法提供新的天然产物资源。【方法】以紫色杆菌(Chromobacteriumviolaceum)为报告菌,采用滤纸片法和双层软琼脂法相结合的筛选模型进行群体感应抑制活性菌的筛选。【结果】通过对美国圣璜岛海域海绵中分离出来的272株海洋细菌群体感应抑制活性的筛选,得到了具有抑制紫色杆菌素产生的细菌51株,其中74号菌株抑制效果最好,具有进一步研究的价值。【结论】海洋细菌中有很多具有抑制细菌群体感应效应的菌株,是天然群体感应抑制剂的潜在来源。     

细胞生长自限,节律及宏大运动的研究

采用波动培养及显微培养技术实验研究细菌生长自限、节律及宏大运动的关系。分析了奇异变形杆菌生长节律性及自限产生的环境条件,自限细菌的形态特征及群体细菌宏大运动现象。结果表明细菌生长自限是群本细菌生和节律性及宏大运动的基础。     

细菌群体感应信号分子的光电检测技术

群体感应（quorum sensing，QS）是一种依赖菌群密度的细菌交流系统。在探究细菌群体感应系统的调控机制中，对QS信号分子的鉴别和检测是不可或缺的环节，其对生命科学、药学等领域涉及细菌等微生物的相互作用、高效检测和作用机制解析等具有重要的参考意义。本文在总结不同类型细菌QS信号分子来源和结构的基础上，对QS信号分子的光电检测方法和技术进行了综述，重点对光电传感检测的敏感介质、传感界面、传感机制及测试效果进行探讨，同时关注了将微流控芯片分析技术应用于细菌QS信号分子原位监测的相关研究进展。     

细菌群体感应抑制活性微生物Zou 03的筛选与鉴定

从近海区生态环境中分离纯化98株海洋菌株,以根癌农杆菌WCF47为敏感检测菌株,筛选出1株具细菌群体感应抑制活性的菌株Zou03,对其进行形态、生理生化特征鉴定和16S rDNA分子鉴定。结果显示,Zou03具枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)的典型特征,其16S rDNA序列通过对比分析,与GenBank中枯草芽胞杆菌16SrDNA的部分序列同源性为100%。综合形态、生化特征及16S rDNA序列对比分分析,鉴定菌株Zou03为枯草芽胞杆菌。表明近海区生态环境中存在具有抑制细菌群体感应活性的微生物,有利于海洋微生物资源开发,为以致病菌群体感应系统为靶点的新型疗法提供新技术。