摘要
细菌细胞以群体方式协调性地依靠鞭毛和Ⅳ型菌毛（TFP）在培养基表面共同运动，这种运动模式被称为群集运动（swarming）。它是一种典型的协同运动模式。群集运动因其与生物被膜、子实体的形成、病原体的侵入和微生物的扩散及共生等过程都有着密切的关系而备受人们的关注，是当前微生物领域的一个研究热点。人们对细菌群集运动开展了大量的研究，包括群集运动中关键蛋白表达的变化，细胞间化学交流的变化以及机械性能变化等等。但大部分研究都集中在分子水平上对相关调控基因及蛋白的研究，而在单细胞水平上对细菌群集运动的定量研究相对较少，因此，本论文利用细菌显微追踪技术开展了在单细胞水平上对铜绿假单胞菌群集运动的研究，重点阐释了基底组分以及Ⅳ型菌毛对其群集运动的影响。 本论文以铜绿假单胞菌PAO1菌株为研究对象，首先对适宜铜绿假单胞菌群集运动发生的营养条件进行了探索，发现细菌在寡营养培养基表面具有更加明显的群集运动特征。然后，对细菌在具有不同营养条件基底上的群集运动行为进行观察与表征，分别研究了不同浓度的缬氨酸、苯丙氨酸和精氨酸对细菌群集运动的影响，研究结果显示细菌群集运动随氨基酸浓度的变化并不是单调的，表明氨基酸对细菌群集运动的作用具有复杂性。最后研究了铜绿假单胞菌Ⅳ型菌毛过表达菌株PBAD-pilAS99C以及Ⅳ型菌毛缺失菌株ΔpilA的群集运动能力。实验结果显示Ⅳ型菌毛过表达菌株群集运动能力最强，其菌落在琼脂表面的扩张速率为339±25μm2/min；野生型菌株次之，其相应的扩张速率为231±44μm2/min；Ⅳ型菌毛缺失菌株无明显群集运动行为发生。该结果揭示了Ⅳ菌毛在铜绿假单胞菌群集运动中的作用。本论文的研究结果阐释了环境因素比如基底组分以及Ⅳ菌毛与铜绿假单胞菌群集运动行为的关系，有助于发展有效预防细菌感染的新思路和新方法。
NETL