fruA基因对伤寒沙门菌侵袭力和生物膜形成的影响

为探究fruA对伤寒沙门菌生长、毒力及生物膜形成的影响,利用pBAD33制备fruA的高表达菌株(WT-pfruA)及其空载体对照菌株(WT-pBAD33).通过细菌的生长曲线测定、泳动试验、T84细胞侵袭实验以及96孔微量板结晶紫染色法分别检测fruA对伤寒沙门菌生长、毒力及生物膜形成的影响;同时应用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析fruA对伤寒沙门菌毒力及生物膜相关基因的调控作用.结果显示,成功制备了伤寒沙门菌的WT-pfruA及其WT-pBAD33,发现高表达fruA后,伤寒沙门菌的生长无明显变化、运动能力增强、侵袭力上升、生物膜形成能力增加;同样地,与WT-pBAD33相比,WT-pfruA中动力、侵袭及生物膜相关基因的转录水平明显上调.综上,fruA基因可增强伤寒沙门菌的毒力及生物膜形成,并对其相关表型基因起正调控作用.     

细菌生物膜与抗生素耐药

抗生素耐药已成为一个全球关注的严重问题,也是科学界研究的热点问题.近年来的研究成果揭示,抗生素的耐药问题除了与耐药菌株的大量产生有关外,还与致病菌在人体内以生物膜(biofilms)的方式生长密切相关.生物膜是细菌粘附在物体表面上形成的一种具有高度结构性的膜状复合物,其主要成分为细菌分泌的胞外基质和细菌菌体.生物膜的形成显著增强了生物膜内细菌对抗生素、化学杀菌剂以及机体免疫系统的抵抗能力.结合国外近年来的研究成果,介绍了生物膜的发生发展,阐述了对人类健康的危害,重点讨论了细菌生物膜类感染难以根除的原因和对抗生素耐药的可能机制,并根据其特性对细菌生物膜类感染的防治提出一些看法.     

近岸海洋细菌的群体感应与生物膜形成关系

检测分离获得的43株海洋细菌的群体感应信号分子及生物膜形成能力,评估细菌群体感应信号分子与生物膜形成能力之间的关系.结果显示,高丝氨酸内酯类化合物活性菌株(10株)中90%的菌株(9株)有很强的生物膜形成能力,且10株中的7株(70%)所形成的生物膜存在明显的细胞团.具有AI-2活性的菌株中67%的菌株具有较强的生物膜形成能力.结果中具有AHLs活性的菌株往往形成强的生物膜,并常能形成较大的细胞团.许多不能产生群体感应信号分子的菌株也具有较强的生物膜形成能力,可见对于环境细菌,群体感应信号分子的存在特别是AHLs的存在,趋向于是细菌生物膜形成的充分非必要条件.     

鲍曼不动杆菌生物膜抑制剂的设计合成及其活性测试

国内外临床实践和研究结果均证明细菌的耐药性、慢性感染疾病难以治愈和反复发作都与细菌的生物膜密切相关。生物膜顽固的黏附性和致密性对游离细菌的保护,使得细菌对抗生素的耐药性增加10~1000倍。基于群体行为控制的生物膜抑制剂开发有望提供解决思路,为此合成出9个具有生物膜抑制作用的化合物,并测试其生物膜抑制活性。研究发现在20μmol的抑制剂条件下,其中8个化合物均显示鲍曼不动杆菌的生物膜抑制活性,其中2个化合物在20μmol条件下生物膜抑制率超过60%,并且通过扫描电镜观察研究细菌在硅胶片表面的生长情况,在添加化合物6的硅胶片表面并未形成生物膜群落,而在未添加化合物的硅胶片表面形成了生物膜群落,进一步说明了合成化合物对生物膜的抑制作用。     

流动室系统中含氮杂环化合物降解菌的生物膜形成特征研究

采用流动室(Flow Cell)生物膜发生装置和激光共聚焦显微镜观察技术, 揭示不同环境条件下含氮杂环化合物(nitrogenous heterocyclic compounds, NHCs)降解菌的生物膜形成特征。结果表明, 增加初始接种菌液浓度并延长初始黏附时间, 有利于吡啶降解菌在基质表面的黏附和生物膜形成; 降低培养基流速, 细菌生物膜更加均质化且形成水通道结构; 不同条件下的生物膜都存在内层活细胞比例较低, 外层活细胞比例较高的规律。此外, 还发现相对于单一菌株, 混合菌株在生物膜厚度、基质覆盖率与活细胞比例上都更具优势。目标NHC浓度对喹啉降解菌生物膜的形态和活性也有明显的影响: 低浓度下降解菌团聚结构分布较零散, 但具有较大的体积; 高浓度下降解菌团聚结构明显变小, 在基质表面的分布则更均匀; 低浓度下生物膜的活细胞比例显著高于高浓度下的生物膜。     

多株吡啶高效降解菌的降解性能与生物膜形成特性的研究

以吡啶为目标污染物, 考察从焦化废水处理系统中分离的 12 株高效吡啶降解菌对吡啶的降解性能和生物膜形成特性, 以期为在废水处理系统中构建降解型生物膜提供理论参考。结果表明: 12株菌都具有较高的吡啶降解活性, 其中代表性菌株Pseudomonas sp. ZX01和Arthrobacter sp. ZX07降解吡啶的最适温度是35oC, 最适pH是7.0, 在初始吡啶浓度为100~2000 mg/L的范围内, 降解率均达到100%。不同菌株的生物膜形成能力差异明显, 胞外蛋白分泌量、胞外多糖分泌量和由鞭毛参与的游动能力与各株菌的生物膜形成能力之间存在显著的正相关关系。     

菌藻复合生物膜污水反应器中真菌群落结构分析

为探究菌藻复合生物膜反应器中真菌群落结构和组成特征,通过提取菌藻复合生物膜总DNA,使用Illumina平台对样本的ITS序列进行扩增子测序.结果表明:共获得真菌有效序列44323条,序列长度主要集中在150～330.可操作分类单元(operational taxonomic units,OUT)物种分类注释显示,真菌...     

环境因素对降解型生物膜形成的影响

采用改良微孔板法, 考察pH、温度、培养时间和目标污染物浓度4 个环境因子对3 株氮杂环芳烃降解菌成膜的影响。结果表明, pH、温度、培养时间对生物膜的形成影响显著, 且各降解菌的最佳成膜条件分别为: BC026成膜的最适pH为7, 最适温度为35℃, 培养时间为36 小时; BW001成膜的最适pH为8, 最适温度为35℃, 培养时间为48小时; BW004成膜的最适pH为7~9, 最适温度为40℃, 培养时间为36小时。在0~1600 mg/L的目标污染物浓度内, 目标污染物对生物膜形成的影响不显著。     

2(5H)-吡咯酮衍生物的合成及对铜绿假单胞菌生物膜的体外作用

以乙酰乙酸乙酯为原料,设计合成2(5H)-吡咯酮及其衍生物,所得化合物经1H NMR、13C NMR、MS和元素分析等确证.通过扫描电镜观察2(5H)-吡咯酮对黏液型铜绿假单胞菌P.aeruginosa(PA)体外生物被膜(bio-films,BF)的影响,可见BF被破坏,基质样物变稀疏,细菌群聚大为降低.活性实验结果表明,2(5H)-吡咯酮类化合物具有一定的抑制细菌群体感应的能力.     

铜绿假单胞菌液体发酵产生絮凝现象的研究

对铜绿假单胞菌液体发酵产生的絮凝现象进行了研究。初步确定其由铜绿假单胞菌产生的生物膜引起,测得生物膜中多糖含量约为6.3%,蛋白质含量约为7.7%。考察了添加颗粒营养物质豆饼粉对絮凝现象的影响,分析了天然群体感应抑制剂水杨酸、丁香酚、儿茶素、姜黄素和大蒜提取物对生物膜和菌浓的影响以及群体感应淬灭酶对菌浓的影响。结果显示,添加颗粒营养物质对絮凝物影响不显著;天然群体感应抑制剂不能显著提高铜绿假单胞菌液体发酵菌浓,但对生物膜的分散具有一定作用;群体感应淬灭酶对铜绿假单胞菌液体发酵浓度无显著影响。     

表面材料性质对生物垢形成过程的影响

为找到表面材料性质与生物垢形成难易程度之间的关联因素，以设计出能控制生物垢形成速率的新表面材料，对水系统中荧光假单胞菌在17种表面材料上形成生物垢的动态过程进行了实验研究，获得了生物的生长曲线，并将生长曲线划分为诱导期和生物垢快速生长期。发现表面材料不同，形成生物垢的诱导期及生物垢量也不尽相同。还对9种表面材料的表面能和界面能进行了实验测定及相关计算。结果表明，只有固体材料与生物垢之间的固－固界面能与生物垢形成之间有明确的关系，而未发现材料的表面能和固体材料与液体水之间的固液界面能与生物垢形成的诱导期或生物垢量之间有任何明确的关系。     

珊瑚来源群体淬灭活性产生菌的筛选与抑菌活性研究

珊瑚病原菌的群体感应（Quorum Sensing,QS）是介导珊瑚疾病发生的重要因素,抑制病原菌的群体感应可以有效抵抗病原菌的侵染作用。为解决耐药性难题并维持珊瑚礁生态系统健康,本研究以紫色杆菌（Chromobacterium violaceum）为指示菌,从三亚市鹿回头半岛三亚湾（109°28''E,18°13''N）采集的珊瑚样品中,分离筛选具有较高群体淬灭酶活性的珊瑚共附生细菌,经16S rDNA测序初步鉴定其大部分为弧菌属。进一步研究群体淬灭活性菌株对两株珊瑚致病菌溶珊瑚弧菌V545（Vibrio coralliilyticus）和溶藻弧菌Z-14（V.alginolyticus）的生长、运动及生物被膜生成的影响。结果显示,5株群体淬灭活性菌株明显抑制溶珊瑚弧菌V545及溶藻弧菌Z-14的生长,8个菌株对溶藻弧菌Z-14的运动有明显抑制作用;9个菌株可显著抑制溶珊瑚弧菌V545生物被膜形成,13个菌株可显著抑制溶藻弧菌Z-14的生物被膜形成,其中11个菌株对溶藻弧菌Z-14生物被膜生长抑制率均超过85%;部分群体淬灭活性菌株对溶珊瑚弧菌V545和溶藻弧菌Z-14的生长、运动及生物被膜形成均有显著抑制作用。本研究筛选获得具有群体淬灭活性的细菌,并揭示其群体淬灭活性对珊瑚致病菌生长、运动、生物膜生成的影响,为解决珊瑚微生物抗病机制提供理论依据与原创材料。     

硅藻土改性载体加速移动床生物膜反应器启动研究

聚乙烯(polyethylene,简称PE)载体存在挂膜速度慢、附着生物膜活性低以及水处理效果差等缺点.通过添加硅藻土改善PE载体的亲水性,改性后载体的接触角由94.3°降低至77.8°.在移动床生物膜反应器(moving bed biofilm reactor,简称MBBR)工艺挂膜启动过程中,相同条件下,相比于PE载体,硅藻土改性载体表面附着的生物膜具有较高的蛋白质和多糖含量,表明附着在硅藻土改性载体上的生物膜生物活性较高.生物膜生长稳定后,反应器R1(填充硅藻土改性载体)内总生物量比反应器R2(填充PE载体)内总生物量高35.6%,硅藻土改性载体表面附着的生物膜量比PE载体的高62.3%.相应的,挂膜启动过程中,反应器R1的COD和氨氮去除率也高于反应器R2.上述硅藻土改性载体在挂膜性能和水处理性能方面的优势,缩短了反应器R1的启动时间.     

微生物群体感应系统及其在现代食品工业中应用的研究进展

群体感应系统是一种广泛存在于多种微生物中的基因表达调控系统,能够借由对特定信号分子的密度感知实现对相关基因的靶向调控,从而使微生物展现出与低密度条件时截然不同的群体行为以及特性,以此来应对环境的变化。由于群体感应调控存在明显的生物广泛性、机制独特性以及作用高效性,使其成为近年来微生物领域中的研究热点。微生物作为食品工业中的重要研究对象,在食品保鲜,益生菌生产,食品发酵,绿色生物合成,微生物防腐剂及风味剂生产等研究领域中均发挥着至关重要的作用。明悉群体感应系统在上述领域中的作用,有助于推动微生物在食品生产中的进一步应用。着重介绍了群体感应的主要类型及其相关调控机制,并对其在食品腐败中的重要作用以及在未来食品工业中的潜在应用进行了概述;对未来群体感应在食品研究领域的发展进行了展望,旨在为以群体感应为基础的新型食品相关技术的发展提供理论依据。     

Fe~(2+)、Mn~(2+)对生物膜载体表面改性对微生物的活性及胞外多聚物的影响

采用FeCl_2和MnSO_4溶液对生物膜载体进行改性,并使用扫描电镜(SEM)和X线光电子能谱(XPS)考察改性方法对载体和生物膜的影响.研究表明,Fe~(2+)、Mn~(2+)改性均能使载体表面形成腐蚀坑,增加表面粗糙度;载体改性有助于生物膜对Mg、Ca等营养元素的吸收;并可有效增加生物膜的含量,其胞外多聚物(EPS)分别增加了2.02倍和2.95倍.     

碳纤维表面特性对反硝化菌固着化的影响

通过对比反硝化菌在不同基体碳纤维表面的固着化及碳纤维表面含氧官能团对菌种的固着化实验,研究了碳纤维(基体、比表面积、循环利用性等)特性,尤其表面含氧官能团对反硝化菌固着化的影响。实验结果表明,反硝化菌在PAN基碳纤维上的平均挂膜厚度明显高于沥青基和粘胶基碳纤维。碳纤维表面适量的含氧官能团有助于较多、较牢固地固着反硝化菌。对三种PAN基碳纤维的XPS谱图分析表明碳纤维表面含氧官能团—O—CO对反硝化菌的固着化影响较大,当碳纤维表面含氧官能团—O—CO中碳原子占表面碳原子总量的3%左右时反硝化菌固着化效果较佳。经过比较表明PAN基碳纤维是一种生物相容性好、固着化程度高、再生能力强、耐微生物分解及化学腐蚀的优异的新型反硝化菌固着化载体。     

微流控技术在生物膜研究中的应用

生物膜是由细菌及其分泌的胞外聚合物组成的微生物簇.目前,生物膜培养和研究多采用静态培养平台（如培养皿和孔板）,这种方式缺乏精准模拟理化微环境、高通量以及原位分析细菌行为的能力.近年来,微流控技术作为一种在微米尺度处理和操纵流体的新技术,在生物膜研究中的应用不断增加,且取得了一系列突破性进展.文章系统综述了最新的基于微流控技术的生物膜研究成果,总结并展望了微流控技术辅助生物膜研究的优缺点及未来方向,以期为全面了解和拓展微流控技术在生物膜研究中的应用提供帮助.     

基于群体感应构建的时滞复杂网络的完全同步

根据生物系统中的群体感应思想构造了一种新型时滞复杂动态网络。其特点为网络各节点仅由与外部扩散信号感应的方式连接,感应过程中存在时间延迟。利用Lyapunov稳定性理论证明了当系统参数满足一定条件时,通过控制感应强度可实现网络中各节点运动的完全同步。数值仿真结果表明,该网络可在周期态达到同步,并且随感应强度不同,周期解的复杂程度不同。     

口腔抗菌肽研究进展

抗菌肽是机体天然免疫系统的重要成分,口腔抗菌肽在抑制口腔细菌生长、维持口腔健康方面起着重要作用.文中主要针对人体口腔抗菌肽种类、分布、功能、表达方式与表达水平、与疾病的相关性等方面的进展作一综述,并总结分析了将抗菌肽应用于口腔疾病临床防治、诊断的可能性以及存在的问题和对策.