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(tīng)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(shí)驗(yàn)對(duì)象的選擇7
參考文獻(xiàn)8

第2章微生物聲暴露實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建12
2.1固體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)13
2.2液體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)14
2.3實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)化15
2.3.1對(duì)照箱對(duì)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(duì)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(duì)聲波加載的影響17
參考文獻(xiàn)18

第3章聲暴露對(duì)大腸桿菌生長(zhǎng)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(yàn)20
3.2.2菌體生物量的測(cè)定21
3.2.3大腸桿菌生長(zhǎng)曲線21
3.2.4菌體比生長(zhǎng)速率的測(cè)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(duì)固體培養(yǎng)大腸桿菌生長(zhǎng)的影響23
3.3.2聲暴露對(duì)液體培養(yǎng)大腸桿菌生長(zhǎng)過(guò)程的影響28
3.3.3聲頻率對(duì)液體培養(yǎng)大腸桿菌生長(zhǎng)的影響29
3.3.4聲強(qiáng)級(jí)對(duì)液體培養(yǎng)大腸桿菌生長(zhǎng)的影響32
3.3.5聲功率級(jí)對(duì)液體培養(yǎng)大腸桿菌群體生長(zhǎng)的影響35
3.3.6聲暴露對(duì)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(duì)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(yàn)47
4.2.2液體培養(yǎng)加載試驗(yàn)47
4.2.3無(wú)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(cè)定49
4.2.6MDA含量的測(cè)定49
4.2.7SOD酶活性測(cè)定50
4.2.8CAT酶活性的測(cè)定51
4.2.9質(zhì)膜通透性的測(cè)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(cè)定72
5.2.5RNA提取73
5.2.6RNA電泳及濃度測(cè)定74
5.3研究結(jié)果與分析74
5.3.1聲暴露對(duì)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(qiáng)度對(duì)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(duì)大腸桿菌生長(zhǎng)過(guò)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(duì)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(cè)實(shí)驗(yàn)89
6.2.3葡萄糖和麥芽糖消耗速率的測(cè)定89
6.3研究結(jié)果與分析91
6.3.1聲頻率和聲強(qiáng)對(duì)大腸桿菌菌體密度的影響91
6.3.2聲波對(duì)大腸桿菌底物消耗速率的影響92
6.3.3聲波對(duì)大腸桿菌AI-2分子表達(dá)的影響94
6.3.4聲波對(duì)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(duì)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(shí)驗(yàn)107
7.2.2基因轉(zhuǎn)錄組測(cè)定步驟107
7.2.3轉(zhuǎn)錄組測(cè)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(píng)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(duì)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(duì)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(hào)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(duì)大腸桿菌生長(zhǎng)的影響144
8.2.2可聽(tīng)聲波加載實(shí)驗(yàn)144
8.2.3固體培養(yǎng)胞內(nèi)鈣含量的測(cè)定144
8.2.4液體培養(yǎng)胞內(nèi)游離鈣的測(cè)定144
8.2.5鈣離子通道阻滯劑試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析150
8.3.1胞內(nèi)游離鈣離子檢測(cè)方法的優(yōu)化150
8.3.2鈣離子對(duì)大腸桿菌生長(zhǎng)代謝的影響151
8.3.3聲波對(duì)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(duì)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(duì)聲波處理大腸桿菌胞內(nèi)鈣濃度的影響159
8.3.6聲波對(duì)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(duì)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(duì)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