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相似文献
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1.
生物膜中不同种属微生物的交流与合作   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
自然界中的微生物可附着于载体表面形成高度组织化、系统化的微菌落膜性聚合物, 即生物膜. 与浮游状态的微生物不同, 生物膜中不同种属微生物进行着复杂的交流与合作, 产生“1+1>2”的非线性相互作用, 从而使生物膜在整体上表现出一系列新的生物学特征. 生物膜给人们的生活生产带来很多不利的影响, 如引起顽固性感染性疾病威胁人类健康、破坏输水管道系统导致工业损失等; 但另一方面, 生物膜也可发挥积极作用, 如降解污染物修复环境, 形成生物屏障保护生态等. 如何认识生物膜、如何趋利避害使生物膜造福于人类已成为当今世界多领域关注和研究的重要课题. 从生物膜的形成、代谢产物与信号分子、水平基因转移及其与外界环境的关系等方面对生物膜中交流与合作的研究进展及意义进行了综述, 并提出应从“微生物组学”的高度整体认识生物膜.  相似文献   

2.
光合细菌生物产氢技术能够将有机废水处理和氢气制备有效结合起来。光合细菌的产氢能力在形成生物膜后变强, 这有利于实现光合细菌的工业化应用。介绍了光合细菌生物膜的形成过程和对光合细菌生物膜形成的模拟研究, 综述了光照、流速、载体等对光合细菌生物膜的形成和产氢性能的影响。借鉴免疫学对生物膜的研究方法和技术, 并深入对光合细菌生物膜形成机理的全面认识, 提高光合细菌生物膜的性能, 是光合细菌生物膜研究的重要方向。  相似文献   

3.
来源于苏云金芽孢杆菌的aiiA基因克隆至Pseudomonas/E. coli穿梭载体并转入铜绿假单胞菌PAO1菌株, Western杂交显示AiiA蛋白在PAO1中正确表达. IPTG诱导9和21 h后分别取样检测两种信号分子的含量, 表达aiiA基因的菌株信号分子被完全降解; 检测重要的毒力因子弹性蛋白酶和绿脓菌素, 表达aiiA基因的菌株中毒力因子的含量明显少于野生型对照和空载体对照; 与运动性相关的丛集运动测定也表明, aiiA基因影响了细菌的丛集运动. 进一步通过液体和固体表面形成生物膜的差异以及对生物膜结构的扫描电子显微镜观察, aiiA基因的表达对铜绿假单胞菌生物膜的形成有重要影响.  相似文献   

4.
【背景】煤化工企业排放的废水中含有大量难降解、高毒性的有机污染物,采用以高效降解菌为基础的生物强化技术对其进行处理,是一种经济可行的策略;而促进高效降解菌在载体材料表面的生物膜形成,有助于提升生物膜法废水处理系统的效能。【目的】探究一株吡啶高效降解菌Pseudomonas sp. ZX08的生物膜形成过程和特性,识别不同的环境因子如温度、pH、Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)等对其生物膜形成的影响规律,为实现人工调控其在实际废水处理系统中的成膜过程提供理论依据。【方法】采用改良的微孔板生物膜培养与定量方法,以单因子影响实验测定不同条件下菌株在12孔板内的生物膜形成量和浮游态细菌量;采用激光共聚焦显微镜(confocallaserscanning microscope,CLSM)观察和分析生物膜的结构特征。【结果】Pseudomonas sp. ZX08菌株具有良好的吡啶降解性能,且生物膜形成能力较强,CLSM观察到其在载体表面形成的生物膜可达40-50mm;生物膜外层的活细胞比例更高,分泌的胞外蛋白也更多。ZX08菌株的生物膜形成量具有明显的周期性变化特征,12 h、48 h的生物膜量是相对峰值。ZX08生物膜形成的最适温度是25°C,最适pH范围是7.0-9.0;较高浓度的NaCl (0.6 mol/L)和KCl (0.4 mol/L)均对ZX08的生物膜形成有显著的抑制作用;一定范围内(0-16 mmol/L) Ca~(2+)浓度的提高可以促进ZX08在12孔板底部固-液界面生物膜的形成,浓度更高时则显著抑制生物膜的形成;一定范围内(0-16 mmol/L) Mg~(2+)浓度的提高对ZX08生物膜形成有促进作用,但促进幅度不大。【结论】吡啶降解菌Pseudomonas sp. ZX08的生物膜形成能力较强,未来在实际废水处理系统中应用时需要综合考虑各种环境因子对其生物膜形成的影响。  相似文献   

5.
葡萄球菌生物膜形成机制与ica之间的关系   总被引:1,自引:0,他引:1  
ica位点编码的胞外多糖(PIA/PNAG)对理解葡萄球菌生物膜相关感染病理学方面具有重要的意义.关于ica位点与PIA/PNAG之间如何调节的研究还不全面,另外一种独立于ica的生物膜形成机制存在于表皮葡萄球菌和金黄色葡萄球菌中;细胞表面相关蛋白也能调节生物膜的形成,这些发现为探究它们在生物膜形成机制的潜在作用提供了重要基础.  相似文献   

6.
大肠杆菌生物膜是由聚集于特定介质上的大肠杆菌菌体细胞相互黏附并分泌胞外基质聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)而产生的一种结构复杂的膜状聚集物。感染宿主后的致病性大肠杆菌在形成生物膜后会极大地逃避免疫系统以及环境中各种有害因素对其的影响,对宿主造成持续甚至致命的伤害。环二鸟苷酸(cyclic diguanosine monophosphate,c-di-GMP)是广泛存在于细菌中的第二信使,在调节生物膜形成过程中起到至关重要的作用。基于此,本文对近些年来有关c-di-GMP对大肠杆菌生物膜形成过程中菌体的运动、黏附以及EPS产生机制的研究进行了综述,以期为从c-di-GMP角度抑制大肠杆菌生物膜提供依据和思路。  相似文献   

7.
目的 探讨不同浓度的酒精对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌生物膜形成的抑制作用.方法 配制不同浓度的酒精(1.25%、2.5%、5%和10%),作用于培养24 h形成成熟生物膜的金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌,利用FDA/PI荧光染料染色,在激光共聚焦显微镜扫描生物膜并分析活菌与死菌比例.结果 不同浓度的酒精对两种细菌生物膜的形成均有一定破坏作用,5%、10%浓度酒精对金黄色葡萄球菌生物膜破坏最大,活菌与死菌比例为0.142 ±0.007、0.006±0.001;10%浓度酒精对大肠埃希菌生物膜破坏最大,活菌与死菌比例为5.751±1.779.结论 较低浓度的酒精可抑制金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌生物膜的形成,且10%浓度的酒精效果最好.  相似文献   

8.
厚朴酚对变形链球菌生物膜致龋毒力因子作用的研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
目的 通过激光共聚焦显微镜观察厚朴酚对变形链球菌生物膜的抑菌效果,并初步了解厚朴酚对变形链球菌生物膜的产酸、耐酸、胞外多糖形成及生物膜形成能力等相关致龋毒力因子的转录表达的影响,为进一步研究厚朴酚防龋的药理作用机制奠定基础.方法 建立变形链球菌生物膜体外模型,激光共聚焦显微镜观察不同药物浓度作用后效果,并进行红绿荧光定量分析;根据GenBank基因库查询ffh、gtfD、pdp等基因序列并设计引物,进行RT-PCR.结果 CLSM观察厚朴酚作用变形链球菌生物膜后可使膜内活菌比例明显下降;RT-PCR结果表明毒力因子ffh、gtfD、pdp的表达水平受到抑制.结论 厚朴酚对变形链球菌生物膜的致龋毒力因子ffh、gtfD、pdp的转录表达有明显的抑制作用.  相似文献   

9.
材料表面特征对生物膜形成的影响及其应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
生物膜是微生物细胞粘附于材料表面的群体性生长方式。在实践应用中,有目的地调控微生物在材料表面的成膜进程具有重要意义。本文概述了生物膜在材料表面的形成机制及其影响因素,综述了材料表面的电荷特征、亲疏水性、形貌模式和功能性化学修饰等物化特性对细胞粘附和生物膜形成的影响,并介绍了目前在不同实际应用场景中抑制成膜和促进成膜材料的研发现状。  相似文献   

10.
目的:建立激光扫描共聚焦显微镜观察生物膜形成过程的方法,为进一步研究生物膜的形成机制奠定基础。方法:以临床分离金葡菌X428为研究对象,在盖玻片上形成生物膜,分别于接种后的4、8、12、16、24和48h取出玻片,采用免疫荧光技术标记多糖和细菌,激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)观察生物膜形成情况。结果:取得了生物膜形成过程的不同时间点的CLSM图像,4h时细菌在盖玻片上粘附形成小菌落,8h和12h细菌聚集成簇,多糖基质产生并逐渐增多,至16h形成成熟生物膜结构;24h和48h生物膜已经播散,其结构变小。结论:应用免疫荧光技术和激光扫描共聚焦显微镜技术研究生物膜形成过程是一种简便可行的方法。  相似文献   

11.
Many bacteria can adopt organized, sessile, communal lifestyles. The gram-positive bacterium, Bacillus subtilis,forms biofilms on solid surfaces and at air-liquid interfaces, and biofilm development is dependent on environmental conditions. We demonstrate that biofilm formation by B. subtilis strain JH642 can be either activated or repressed by glucose, depending on the growth medium used, and that these glucose effects are at least in part mediated by the catabolite control protein, CcpA. Starting with a chromosomal Tn917-LTV3 insertional library, we isolated mutants that are defective for biofilm formation. The biofilm defects of these mutants were observable in both rich and minimal media, and both on polyvinylchloride abiotic surfaces and in borosilicate tubes. Two mutants were defective in flagellar synthesis. Chemotaxis was shown to be less important for biofilm formation than was flagellar-driven motility. Although motility is known to be required for biofilm formation in other bacteria, this had not previously been demonstrated for B. subtilis. In addition, our study suggests roles for glutamate synthase, GltAB, and an aminopeptidase, AmpS. The loss of these enzymes did not decrease growth or cellular motility but had dramatic effects on biofilm formation under all conditions assayed. The effect of the gltAB defect on biofilm formation could not be due to a decrease in poly-gamma-glutamate synthesis since this polymer proved to be nonessential for robust biofilm formation. High exogenous concentrations of glutamate, aspartate, glutamine or proline did not override the glutamate synthase requirement. This is the first report showing that glutamate synthase and a cytoplasmic aminopeptidase play roles in bacterial biofilm formation. Possible mechanistic implications and potential roles of biofilm formation in other developmental processes are discussed.  相似文献   

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13.
生物被膜(Biofilm)是条件致病菌表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)的主要致病因素,生物被膜的形成依赖多糖PIA合成,合成PIA的糖基转移酶由icaADBC基因编码。以生物被膜形成能力不同的菌株为对象,通过研究不同环境对生物被膜形成、细菌总糖量及相关基因表达的变化,探索外界环境对生物被膜形成的影响及葡萄糖对生物被膜诱导的分子机制。有利于生物被膜形成培养条件促进生物被膜形成及多糖的表达,葡萄糖能诱导ica基因的表达和生物被膜形成,ica基因的反义寡核苷酸(ODN)能对抗葡萄糖的作用;葡萄糖作用下不同生长周期生物被膜形成相关基因ica、icaR、AtlE表达不同。表皮葡萄球菌生物被膜的形成与细菌糖代谢有关,葡萄糖通过上调ica表达诱导生物膜形成,但不需要ica基因的持续表达;葡萄糖的诱导作用不是直接通过调节AtlE和icaR基因来实现的  相似文献   

14.
惰性材料表面细菌生物膜构建的研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
目的构建惰性材料塑料输液管内壁细菌生物膜体外模型,观察细菌生物膜的结构,探讨输液管内壁细菌生物膜形成影响因素。方法建立铜绿假单胞菌生物膜和铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌混合生物膜,分别于培养1、3和7d用扫描电镜动态观察生物膜形成过程。结果混合菌生物膜的生长速度高于铜绿假单胞菌单独成膜。结论输液管是形成细菌生物膜的良好支持材料,混合细菌培养可以加速细菌形成生物膜。  相似文献   

15.
The effect of deletion of trp operon and tna operon on the Escherichia coli biofilm formation was investigated in order to elucidate the role of L-tryptophan metabolism in biofilm formation. trp operon deletion mutants ΔtrpC, ΔtrpD and ΔtrpE deficient in L-tryptophan biosynthesis showed higher biofilm formation. In addition, ΔtnaC with increased L-tryptophan degradation activity showed higher biofilm formation. On the contrary, ΔtnaA deletion mutant which lost L-tryptophan degradation activity showed low biofilm formation. From these results, it was suggested that decrease of intracellular L-tryptophan level induced biofilm formation and increase of L-tryptophan repressed biofilm formation. So the effect of the addition of L-tryptophan to the medium on the E. coli biofilm formation was investigated. L-Tryptophan addition at starting culture decreased biofilm formation and furthermore L-tryptophan addition after 16 h culture induced the degradation of preformed biofilm. From the above results, it was suggested that maintenance of high intracellular L-tryptophan concentration prevents E. coli biofilm formation and elevation of intracellular L-tryptophan concentration triggers degradation of matured biofilm.  相似文献   

16.
目的:鼠伤寒沙门菌在多种表面形成的生物膜对其致病性和引起食物中毒等方面起着重要作用,本研究探讨鼠伤寒沙门菌pStSR100质粒对细菌在不同材质表面生物膜形成的影响。方法:用LB(Lufia—Bertani,LB)培养基和TSB(TryptoseSoyaBroth,TSB)培养基分别将携带pStSR100质粒的野生株在96孔板与放置无菌小圆玻片的24孔板中静态培养48h,用结晶紫半定量法确定生物膜形成的适宜培养基。将野生株与消除质粒的突变株,用结晶紫半定量法和激光共聚焦显微镜(ConfocalLaserscanningmicroscopy,CLSM)观察其在聚苯乙烯培养板和小圆玻片表面形成生物膜的差异。结果:用LB培养时细菌生物膜的形成能力高于用TSB培养,LB培养基更适宜生物膜形成;结晶紫半定量法结果表明野生株比突变株在小圆玻片表面形成生物膜的能力明显增强,而在聚苯乙烯培养板表面两者则无明显差异;CLSM观察发现,野生株在小圆玻片表面形成融合成片的大克隆,突变株仅形成较小克隆。结论:鼠伤寒沙门菌pStSR100质粒能促进该茵在亲水性材质表面生物膜的形成,但其对该菌在疏水性材质表面生物膜的形成未见明显影响,这一新发现为进一步研究鼠伤寒沙门菌生物膜形成的调控机制,研制抗感染材料提供了理论和实验依据。  相似文献   

17.
Escherichia coli adherence to biotic and abiotic surfaces constitutes the first step of infection by promoting colonization and biofilm formation. The aim of this study was to gain a better understanding of the relationship between E. coli adherence to different biotic surfaces and biofilm formation on abiotic surfaces. We isolated mutants defective in A549 pneumocyte cells adherence, fibronectin adherence, and biofilm formation by random transposition mutagenesis and sequential passages over A549 cell monolayers. Among the 97 mutants tested, 80 were decreased in biofilm formation, 8 were decreased in A549 cells adherence, 7 were decreased in their adherence to fibronectin, and 17 had no perturbations in either of the three phenotypes. We observed a correlation between adherence to fibronectin or A549 cells and biofilm formation, indicating that biotic adhesive factors are involved in biofilm formation by E. coli. Molecular analysis of the mutants revealed that a transposon insertion in the tnaA gene encoding for tryptophanase was associated with a decrease in both A549 cells adherence and biofilm formation by E. coli. The complementation of the tnaA mutant with plasmid-located wild-type tnaA restored the tryptophanase activity, epithelial cells adherence, and biofilm formation on polystyrene. The possible mechanism of tryptophanase involvement in E. coli adherence and biofilm formation is discussed.  相似文献   

18.
细菌生物被膜(Bacterial biofilm,BF)是黏附于机体黏膜或生物材料表面、由细菌及其分泌的多聚糖、蛋白质和核酸等组成的被膜状生物群体,是造成持续性感染的重要原因之一。细菌在生长繁殖时会产生一些次级代谢产物,部分会作为生物信号分子在细胞内或细胞间传递信息,使细菌在多细胞水平协调统一相互配合,以完成一些重要的生理学功能,如生物发光、BF的形成、运动与固定态生活方式的转换等。信号分子在BF形成过程中起着重要的调控作用。文中从密度感应系统(Quorum-sensing systems,QS)、环二鸟苷酸(Cyclic diguanylate,c-di-GMP)、双组分系统(Two-component systems,TCS)和sRNA等方面介绍影响BF形成的相关信号分子,重点对BF形成过程中的信号分子调控机制进行概述,这对于深入揭示信号分子调控BF形成的机制十分必要。  相似文献   

19.
Analyzing the dynamics of biofilm formation helps to deepen our understanding of surface colonization in natural environments. While methods for screening biofilm formation in the laboratory are well established, studies in marine environments have so far been based upon destructive analysis of individual samples and provide only discontinuous snapshots of biofilm establishment. In order to explore the development of biofilm over time and under various biotic and abiotic conditions, we applied a recently developed optical biofilm sensor to quasicontinuously analyze marine biofilm dynamics in situ. Using this technique in combination with microscope-assisted imaging, we investigated biofilm formation from its beginning to mature multispecies biofilms. In contrast to laboratory studies on biofilm formation, a smooth transition from initial attachment to colony formation and exponential growth could not be observed in the marine environment. Instead, initial attachment was followed by an adaptation phase of low growth and homogeneously distributed solitary bacterial cells. Moreover, we observed a diurnal variation of biofilm signal intensity, suggesting a transient state of biofilm formation of bacteria. Overall, the biofilm formation dynamics could be modeled by three consecutive development stages attributed to initial bacterial attachment, bacterial growth, and attachment and growth of unicellular eukaryotic microorganisms. Additional experiments showed that the presence of seaweed considerably shortened the adaptation phase in comparison with that on control surfaces but yielded similar growth rates. The outlined examples highlight the advantages of a quasicontinuous in situ detection that enabled, for the first time, the exploration of the initial attachment phase and the diurnal variation during biofilm formation in natural ecosystems.  相似文献   

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