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细菌耐药问题日益严重,处在成熟生物膜中的细菌对抗生素的抵抗能力更强,导致抗生素的疗效降低。同时,某些细菌的生物膜还会对环境造成危害,如腐蚀水下管道、造成生物污损等。以群体感应抑制剂(QSI)或QSI类似物为研究靶点来抑制或消除病原菌生物膜从而解决细菌的耐药性问题已成为一个新的研究方向。相比之下,利用QSI类或其类似物抑制有着生态作用的海洋细菌与海洋天然生物膜,进而控制生物污损方面的研究却鲜见报道。本文通过在海洋细菌生物膜的形成过程中添加天然QSI分子,研究它们在海洋细菌生物膜形成过程中的作用,进一步证实QSI分子对海洋菌生物膜的形成所具有的调控作用,进而探讨利用QSI间接抑制污损生物附着的可能性,为新型抗污损物质的开发提供新的实践基础。 本论文以对污损生物幼虫附着具有诱导作用的8株海洋菌为目标菌,通过改变其成膜条件,初步研究了其成膜特性。同时通过在目标菌成膜过程中添加天然QSI化合物,研究了其对目标菌成膜细菌数和浮游细菌数、生物膜表面胞外多糖、细胞疏水性以及生物膜形态等的影响;并且对目标菌AHL活性进行了检测。得到的结果如下: (1)通过对目标菌在不同培养条件下的成膜情况研究其成膜特性,发现目标菌成膜最佳培养时间为2-3 d,最佳培养温度为30-33℃,最佳培养基pH为7.0-8.0。 (2)通过在目标菌成膜过程中添加天然5种QSI分子,发现呋喃酮和吡啶在低浓度50 mg/L时对目标菌成膜细菌数、生物膜表面胞外多糖含量和细菌细胞疏水性就已具有显著的抑制作用,而青霉烷酸、吲哚和香豆素在较高浓度800 mg/L时才有显著的抑制作用。绝大多数目标菌对5种QSI的敏感性相似,但对呋喃酮和吡啶的敏感性高于其他3种化合物。并且发现在同一浓度下,5种QSI分子对目标菌成膜的抑制作用明显高于其对浮游细菌生长的抑制作用。根据添加了QSI的目标菌生长趋势以及滤纸片法抑菌试验,证实了这5种天然QSI分子主要是通过调控目标菌QS系统而不是影响细菌生长来抑制成膜的。若在目标菌成膜后再添加QSI分子,其的抑制作用显著降低,表明所添加的QSI分子对成熟生物膜的抑制和去除效果远远低于其在生物膜形成过程中的抑制作用。 (3)借助光学显微镜与扫描电镜观察不同处理下目标菌的成膜状况,发现低浓度的呋喃酮和吡啶对目标菌成膜有显著地抑制作用,与对照组相比所能观察到的成膜细菌稀疏松散,缺乏立体结构,且细胞表面少见胞外多糖。吲哚、青霉烷酸和香豆素在较高浓度800mg/L时对目标菌成膜的细菌数、膜结构和胞外多糖的产生也具有显著的抑制效果。 (4)采用报告菌KYC55检测法对8株目标菌中N-脂酰高丝氨酸内酯(N-acylhomoserine lactones,AHL)进行定性检测,采用比色法和β-半乳糖苷酶活性测定法,对目标菌培养液中AHL信号分子的活性进行了检测,以AHL标准样品为阳性对照。发现本实验中的所有革兰氏阴性菌培养物中均能检测到AHL信号分子的存在,其培养液亦都具有AHL活性,而革兰氏阳性菌都未检测到AHL活性。