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共生关系在医药，能源，环境等各个领域中广泛存在并具有很好的应用价值。为了研究抗生素胁迫条件下共生系统中细胞群体效应及系统稳定性，本文从数学模型模拟和实验两方面入手，运用合成生物学的研究手段和方法，构建了基于群体效应信号分子的，对氨苄青霉素和卡那霉素胁迫响应的大肠杆菌DH5α双菌株（ER和EG）人工共生体系，获得以下主要结果：
（1）首先设计基于Rhll/R和Luxl/R的群体效应人工共生系统；数学模型研究表明，过低的细胞初始浓度会导致此共生系统面临崩溃；不同的氨苄青霉素和卡那霉素浓度下，共生关系对两种细胞存活的贡献度有所不同，两种细胞对抗生素环境的耐受力不同导致群体比例存在差异。
（2）运用分子生物学的手段实现了ER和EG细胞共生相关功能基因的组装；采用LC-MS-MS和GC-TOF-MS方法，确定ER细胞能够产生3OC6HSL信号分子，EG细胞能够产生C4HSL信号分子；进一步研究表明ER细胞能感应CHSL信号分子并能在高卡那霉素浓度（1mg/ml）的培养基中生长，EG细胞能够感知30C6HSL信号分子并能在高氨苄青霉素浓度（5mg/ml）的培养基中生长。
（3）进一步实验研究表明，在ER和EG细胞组成的共生体系中，在高氨苄青霉素（4mg/ml）和卡那霉素（0.4mg/ml）条件下，ER和EG细胞延迟期增长，但ER细胞比EG细胞更具竞争优势；细胞初始浓度固定时，随着氨苄青霉素和卡那霉素浓度的增高共生系统稳定性降低，过高的浓度会导致此共生系统崩溃。当氨苄青霉素浓度为4mg/ml，卡那霉素浓度为0.4mg/ml时，ER和EG细胞最低初始浓度在2×106cells/ml左右就可维持此共生系统。