探索自然种群对环境的调整与适应机制，特别是微生物对各类环境因子的反应是近代微生物生态学和分子生态学共同关注的焦点。可听声波是频率位于20~2×10~4Hz之间的声波，在自然界中广泛存在，是一种重要的环境因子。面对日益严峻的环境声污染问题，人们却忽视了它对微生物所带来的影响。因此，开展微生物对声环境应激效应研究，探讨声环境暴露的剂量-效应关系，揭示其作用途径及分子机理，对于理解包括微生物在内的生物体对声环境的调整与适应机制具有十分重要的意义；对声效应的合理开发和利用也具有积极的指导作用，有利于探索和建立基于单细胞生物的声波暴露风险评估及预警体系，开发基于声效应的促生长、促代谢、促合成的新型生物技术等。本文以单细胞模式生物大肠杆菌为研究对象，以自行研制的声频发生装置为实验平台，在液体环境下研究了声环境暴露对大肠杆菌生理效应及生态效应的影响，并探讨了钙离子在大肠杆菌响应声环境暴露中的作用机制。本论文的主要研究内容和结论如下：1、在液体培养条件下，初步研究了声环境暴露对E. coli群体生长行为及自诱导分子AI-2分泌情况的影响。结果表明无论是固定频率调整声强，还是固定声强调整频率，声刺激均能对E. coli的生长产生影响，且该作用呈现为一种非线性状态，表现为一定的频率和强度的窗口依赖性特征；当声暴露强度为100dB，频率为5000Hz时这种影响作用呈现为一种极为明显的生长促进现象。同时，对自诱导分子AI-2分泌情况监测表明，声环境暴露可明显影响菌体AI-2分子的合成及分泌量，并可能通过某种机制钝化群体感应系统，从而使得相同营养条件呈现出不同的菌体群体密度阈值差异。2、研究了液体环境下声环境暴露对大肠杆菌生理和代谢行为的影响。结果发现声环境暴露可引起胞内总蛋白质含量的显著增加和ATP酶活性的明显改变；同时对胞内SOD酶和CAT酶活性的变化，及MDA含量的波动监测表明，声环境暴露可能诱导了胞内的次级氧化应激效应。3、钙信号被认为是生物体应对机械刺激的早期事件，因此分析声环境暴露下大肠杆菌胞内钙离子浓度变化情况对理解和揭示细菌钙信号在微生物声应激反应中具有重要作用。研究发现，声环境暴露可能影响细胞膜上通道的状态来改变胞内钙离子浓度，且浓度的变化与声环境暴露的频率和声强相关联。同时，机械敏感性离子通道和钙通道在介导钙内流中都发挥着一定的作用，且钙离子通道在介导胞外钙离子内流中可能比机械敏感性离子通道发挥着更大的作用。