微生物聲暴露下生物學(xué)效應(yīng)研究：以大腸桿菌為例

第1章緒論1
1.1可聽聲波的生物學(xué)效應(yīng)相關(guān)研究3
1.2微生物聲應(yīng)激研究5
1.3實驗對象的選擇7
參考文獻(xiàn)8

第2章微生物聲暴露實驗平臺的搭建12
2.1固體培養(yǎng)實驗裝置的設(shè)計13
2.2液體培養(yǎng)實驗裝置的設(shè)計14
2.3實驗裝置的優(yōu)化15
2.3.1對照箱對聲波加載的影響16
2.3.2液體培養(yǎng)聲波加載方式的確定16
2.3.3攪拌裝置對聲波加載的影響17
2.3.4攪拌條件下液體培養(yǎng)聲波加載方式的確定17
2.3.5調(diào)控裝置對聲波加載的影響17
參考文獻(xiàn)18

第3章聲暴露對大腸桿菌生長特性的影響19
3.1引言20
3.2研究方法20
3.2.1聲波加載試驗20
3.2.2菌體生物量的測定21
3.2.3大腸桿菌生長曲線21
3.2.4菌體比生長速率的測定21
3.2.5細(xì)菌電鏡樣品的制備22
3.3研究結(jié)果與分析23
3.3.1聲暴露對固體培養(yǎng)大腸桿菌生長的影響23
3.3.2聲暴露對液體培養(yǎng)大腸桿菌生長過程的影響28
3.3.3聲頻率對液體培養(yǎng)大腸桿菌生長的影響29
3.3.4聲強級對液體培養(yǎng)大腸桿菌生長的影響32
3.3.5聲功率級對液體培養(yǎng)大腸桿菌群體生長的影響35
3.3.6聲暴露對大腸桿菌細(xì)胞形態(tài)的影響38
3.4小結(jié)39
參考文獻(xiàn)39

第4章聲暴露對大腸桿菌生理生化特性的影響45
4.1引言46
4.2研究方法47
4.2.1固體培養(yǎng)加載試驗47
4.2.2液體培養(yǎng)加載試驗47
4.2.3無菌培養(yǎng)上清的制備48
4.2.4細(xì)胞收集與破碎48
4.2.5ATP酶活的測定49
4.2.6MDA含量的測定49
4.2.7SOD酶活性測定50
4.2.8CAT酶活性的測定51
4.2.9質(zhì)膜通透性的測定52
4.2.10質(zhì)膜蛋白的紅外分析52
4.3研究結(jié)果與分析52
4.3.1聲暴露對固體培養(yǎng)大腸桿菌抗氧化酶活的影響52
4.3.2聲暴露對液體培養(yǎng)大腸桿菌抗氧化酶活的影響54
4.3.3聲暴露對液體培養(yǎng)大腸桿菌胞內(nèi)自由基含量的影響56
4.3.4聲暴露對液體培養(yǎng)大腸桿菌胞內(nèi)能量代謝的影響57
4.3.5聲暴露對液體培養(yǎng)大腸桿菌細(xì)胞膜的影響59
4.4小結(jié)61
參考文獻(xiàn)62

第5章聲暴露對大腸桿菌大分子合成的影響68
5.1引言69
5.2研究方法69
5.2.1哈氏弧菌BB170的預(yù)培養(yǎng)69
5.2.2胞內(nèi)總蛋白的提取70
5.2.3蛋白質(zhì)電泳制膠步驟70
5.2.4胞內(nèi)總蛋白含量的測定72
5.2.5RNA提取73
5.2.6RNA電泳及濃度測定74
5.3研究結(jié)果與分析74
5.3.1聲暴露對固體培養(yǎng)大腸桿菌胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的影響74
5.3.2聲頻率和強度對液體培養(yǎng)大腸桿菌胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的影響75
5.3.3聲暴露對大腸桿菌生長過程中胞內(nèi)大分子合成的影響76
5.4小結(jié)78
參考文獻(xiàn)78

第6章聲波對大腸桿菌高密度培養(yǎng)的影響82
6.1引言83
6.1.1影響大腸桿菌高密度培養(yǎng)的因素83
6.1.2大腸桿菌高密度培養(yǎng)的方法84
6.1.3群體感應(yīng)與大腸桿菌高密度培養(yǎng)85
6.2研究方法88
6.2.1哈氏弧菌BB170的預(yù)培養(yǎng)88
6.2.2哈氏弧菌BB170熒光檢測實驗89
6.2.3葡萄糖和麥芽糖消耗速率的測定89
6.3研究結(jié)果與分析91
6.3.1聲頻率和聲強對大腸桿菌菌體密度的影響91
6.3.2聲波對大腸桿菌底物消耗速率的影響92
6.3.3聲波對大腸桿菌AI-2分子表達(dá)的影響94
6.3.4聲波對大腸桿菌群體感應(yīng)系統(tǒng)的影響95
6.4小結(jié)99
參考文獻(xiàn)100

第7章聲暴露對大腸桿菌的轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用105
7.1引言106
7.2研究方法107
7.2.1聲暴露實驗107
7.2.2基因轉(zhuǎn)錄組測定步驟107
7.2.3轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)分析方法108
7.3研究結(jié)果與分析109
7.3.1轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)質(zhì)量評估109
7.3.2聲暴露大腸桿菌差異基因分析111
7.3.3聲暴露對大腸桿菌代謝網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響121
7.3.4聲暴露對大腸桿菌能量代謝模型的影響124
7.4小結(jié)129
參考文獻(xiàn)130

第8章大腸桿菌聲暴露下生物學(xué)效應(yīng)的作用機(jī)制139
8.1引言140
8.1.1鈣離子在聲效應(yīng)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用140
8.1.2機(jī)械敏感性離子通道的研究現(xiàn)狀141
8.2研究方法143
8.2.1鈣離子和EGTA對大腸桿菌生長的影響144
8.2.2可聽聲波加載實驗144
8.2.3固體培養(yǎng)胞內(nèi)鈣含量的測定144
8.2.4液體培養(yǎng)胞內(nèi)游離鈣的測定144
8.2.5鈣離子通道阻滯劑試驗145
8.2.6質(zhì)粒轉(zhuǎn)化方法146
8.2.7雙通道缺失菌株構(gòu)建方法148
8.3實驗結(jié)果與分析150
8.3.1胞內(nèi)游離鈣離子檢測方法的優(yōu)化150
8.3.2鈣離子對大腸桿菌生長代謝的影響151
8.3.3聲波對固體培養(yǎng)大腸桿菌胞內(nèi)鈣濃度的影響151
8.3.4聲波對液體培養(yǎng)大腸桿菌胞內(nèi)鈣濃度的影響155
8.3.5抑制劑對聲波處理大腸桿菌胞內(nèi)鈣濃度的影響159
8.3.6聲波對不同MS通道類型胞內(nèi)游離鈣離子的影響159
8.3.7鈣離子通道阻滯劑對聲暴露生物學(xué)效應(yīng)的影響161
8.3.8大腸桿菌雙通道缺失菌株的構(gòu)建162
8.3.9聲波對不同MS通道類型大腸桿菌的影響164
8.4小結(jié)168
參考文獻(xiàn)169