摘要
群体感应（QXRUXP VeQiQg，QS）是细菌通过感知环境信号分子表达相关基因，控制菌群密度或调控菌群行为的系统。作为细菌之间一种常见的交流方式，群体感应在协调种群关系、维持菌群稳定中发挥着重要的作用。近年来，在人工合成微生物菌群的基础上尝试新的研究手段，以期获得优于传统地培养单一工程菌株的独特优势。本文基于群体感应的基因逻辑线路利用基因工程的手段对五株大肠杆菌进行了改造，形成了三种不同相互作用关系的人工合成菌群。在三种合成菌群中两种菌株保持不变，通过改变第三株菌，形成了不同相互作用关系的合成菌群分别为闭环促进、?闭环促进以及?闭环混合作用菌群。本文探究了基于群体感应构建人工合成菌群的可行性和可控性，得到了以下主要结果。 （1）单菌构建。本文基于四种不同的群体感应系统进行菌株的构建：基于USa系统构建的群体感应诱导型质粒与IPTG诱导型质粒共同组成了SWUaiQ1、基于OX[系统构建的群体感应诱导型质粒与?拉伯糖诱导型质粒共同组成了SWUaiQ2、基于OaV系统构建的群体感应诱导型质粒与只表征氯?素抗性质粒共同组成了SWUaiQ3、基于OaV系统构建的群体感应?诱导型质粒与只表征氯?素抗性质粒共同组成了SWUaiQ4、基于eVa系统构建的群体感应诱导型质粒与只表征氯?素抗性质粒共同组成了SWUaiQ5。当SWUaiQ1和SWUaiQ2由于相应的诱导剂存在时，会使各自的生长受到?制，而后均可通过接收外源相应的群体感应信号分子激活群体感应诱导机制，恢复正常生长；当SWaiQ3中的群体感应诱导机制被激活时，会加速SWUaiQ3的生长；而SWUaiQ4虽具有群体感应系统的相关蛋白，但没有相应的群体感应诱导启动子，故未能激活群体感应。特别地，SWUaiQ5中的eVa系统具有两种不同作用方式的群体感应诱导启动子，当外源信号分子达到?值后，PeVaS启动子被逐渐抑制，导致其控制的解毒蛋白CcdA被逐渐关闭表达，而PeVaR启动子被激活，使其控制的毒性蛋白CcdB表达。 （2）合成菌群调控结果。本文中对带有三种不同相互作用关系的人工合成菌群通过外源添加诱导剂对菌群进行干扰。结果发现，?闭环促进的人工合成菌群稳定性最好，经过长达72小时摇瓶后，各菌株的占比最为接近初始接种比例1:1:1；闭环促进的人工合成菌群也具有较好的稳定，只不过该菌群中各菌株的波动幅度比?闭环促进的人工合成菌群大且优势菌株较为突显；?闭环混合的人工合成菌群是三种人工合成菌群中波动幅度最大、稳定性最差的，菌群中各菌株之间的竞争优势相差悬殊，菌群会失衡。 通过本文研究发现，群体感应中不同的相互作用关系对合成菌群中的稳定性有着重要的作用，以期以本文中的带有三种不同相互作用关系的人工合成菌群为例为以后群体感应在合成菌群中的应用产生一定的借鉴意义。
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