水中构筑物表面生物膜形成物理化学过程

水中构筑物表面生物膜的形成会加速构筑物的腐蚀,严重影响其使用效率和寿命;成熟后的生物膜老化脱落或受水力剪切作用进入主体水中,会造成水体二次污染,对动植物生长和人类生活造成重大影响。生物膜的形成是由单个细菌黏附到表面开始的,经过可逆黏附到不可逆黏附的过渡后,细菌分泌的胞外聚合物（extracellular polymeric substances, EPSs）会加速表面微菌落的形成,再通过细菌间的群体感应（quorum sensing,QS）使细菌启动表型和基因型变化,最终促使成熟生物膜的形成。本文综述了生物膜形成的不同阶段所涉及的物理化学过程（薄膜形成阶段、细菌黏附阶段、胞外聚合物膜阶段、群体感应调节生物膜阶段和生物膜成熟与表征）,分析总结了本领域各方向的最新研究进展,归纳并阐明了水中构筑物表面生物膜形成的机理和影响因素,为生物膜防控、清除和利用等相关研究领域提供了理论依据。     

数控剪切流微流体技术及其在细菌生物膜研究中的应用

<正>细菌生物膜是指微生物(细菌、真菌等)黏附、聚集形成的一个群体,该群体产生并分泌胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS),形成一定的三维结构,含有营养物质、氧气等生长必需物质交换的通道,微生物细胞在EPS中增殖、生存[1]。生物膜结构可阻止抗生素或抗体等大分子有效杀伤微生物细胞,目前尚无有效的预防措施和治疗方法控制细菌生物膜所带来的危害。对细菌生物膜形成     

细菌的小分子信号转导

细菌利用多种小分子进行胞内和胞外的信号转导。它们通过对这些小分子的监测来感知胞外环境的变化,并通过识别这些环境刺激因子将胞外信号跨膜传递到细胞内,转化为胞内第二信使,从而产生相应的生理反应来适应环境的变化。该文介绍细菌群体感应信号转导和胞内环二核苷酸信号转导途径,讨论这两种信号转导途径如何共同调控生物膜的形成、多细胞化和致病能力等诸多细菌细胞生理行为,以及这两种途径之间可能存在的联系。     

空肠弯曲杆菌生物膜形成和调控机理研究进展北大核心CSCD

空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni)分泌胞外多糖和各种胞外蛋白和核酸等相互交联在一起构成生物膜,可增强其在不利环境下的生存率,尤其是对各种洗涤剂、抗生素和消毒剂的耐受力。本文从介质表面性质、温度、气体环境、以及基因的调控等多方面阐述了空肠弯曲杆菌生物膜结构及形成调控机制,同时对各种去除生物膜的实际应用做了分析和展望,为探寻生物膜的控制方法提供参考。     

茎瘤固氮根瘤菌环二鸟苷酸代谢相关基因的功能鉴定

【目的】考察茎瘤固氮根瘤菌ORS571中c-di-GMP合成酶AZC-2412的编码基因缺失的突变表型,初步探究其功能机理。【方法】本实验构建基于cre-loxp重组酶系统的根瘤菌基因敲除系统,以及采用三亲接合技术构建突变株。测定野生型和突变株的生长速率、趋化能力、胞外多糖产量、生物膜形成等表型。【结果】突变株与野生型生长速率几乎相同。与野生型相比突变株由于细胞内c-di-GMP水平降低,胞外多糖、生物膜产量等均有所下降。【结论】实验表明,环二鸟苷酸合成酶AZC-2412缺失,使得c-di-GMP水平降低,对胞外多糖生成、细菌的运动能力、生物膜的形成、细胞絮凝、与植物的互作等均有调控作用。     

土壤微生物膜生理生态功能研究进展

土壤微生物膜是由土壤细菌及其分泌物积聚形成的生物群落,是生物土壤结皮的初始形态和重要组成部分。作为土壤细菌生命过程中最典型的生存形式,土壤微生物膜不仅能保护基质内细胞生存,还可黏附于土壤颗粒和植物根系表面,发挥重要的生态功能。本文在解析土壤微生物膜结构与组成的基础上,从土壤质量与植物健康两个方面总结分析了土壤微生物膜生理生态功能:土壤微生物膜代谢活性高于游离细胞,可高效分泌胞外聚合物并且具有更强的有机物质转化速率,在提升土壤肥力,吸附、固持和降解土壤污染物和促进土壤团聚体形成方面具有重要意义;土壤微生物膜可通过多种微生物间协同作用、促进分泌多种促生物质与胞外聚合物以发挥固持作用等改善植物养分利用状况,增强植物抗逆性。揭示土壤微生物膜生态功能的微观机制、筛选和应用功能性土壤微生物膜是未来重要的发展方向。     

惰性材料表面细菌生物膜构建的研究

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。     

胞外DNA的作用及其在生物浸矿领域的研究展望

胞外DNA作为细菌胞外多聚物的关键组分,对生物膜的形成和稳定有着重要的作用。正是这些作用使得胞外DNA成为医学、环境科学等领域的研究热点。该文从胞外DNA研究背景出发就其来源途径、作用,以及研究胞外DNA的方法和技术手段,包括胞外DNA提取和离线检测、原位观察及监测等方面进行了综述,同时对研究胞外DNA遇到的问题以及在生物冶金领域未来的研究前景进行展望,以期为今后深入开展浸矿微生物胞外DNA的研究提供思路,从而提高浸矿微生物胞外DNA作用机理研究的深度。     

抗菌肽的抗生物膜机理研究进展

生物膜,也称为生物被膜,是指附着于有生命或无生命物体表面被细菌胞外大分子包裹的有组织的细菌群体。与浮游菌相比,生物膜内的细菌对抗生素的耐受性提高了10–1000倍,是造成目前细菌耐药的主要原因之一。作为一种新型抗菌制剂,抗菌肽的使用为生物膜感染的治疗提供了一种新的思路和手段。抗菌肽在抑制生物膜形成、杀灭生物膜内细菌以及消除成熟生物膜的过程中发挥了独特的优势。文中分析了近30年的数据,从细菌生物膜的结构入手,对抗菌肽可能的抗生物膜机理进行了综述,以期为抗菌肽临床治疗生物膜感染提供一定参考。     

单增李斯特菌生物膜及其形成机制的研究进展

单增李斯特菌(Lm)是重要的人兽共患食源性病原菌。Lm生物膜与其致病性和耐药性密切相关。影响Lm生物膜形成的关键因子有鞭毛糖蛋白、胞外基质和群体感应系统等。鞭毛糖蛋白能促进菌体聚集,从而直接影响生物膜的形成。胞外DNA参与Lm粘附和生物膜早期的形成,并与胞外多糖和胞外结合蛋白一起构成生物膜胞外基质。Lm的Agr群体感应系统正调控生物膜形成,是一种集合毒力因子、耐药因子和生物膜的整体水平调控网络体系。