可聽聲波刺激對大腸桿菌生長代謝的影響及機制研究.pdf

1、可聽聲波是一種重要的環(huán)境因子，在自然界中廣泛存在并同生物體發(fā)生相互作用。目前，對于可聽聲波的生物學作用研究在國際范圍內尚不夠普遍，對其效應的實驗觀察尚不夠系統，其作用的分子機理也不夠清楚，這在一定程度上，制約了聲生物效應的開發(fā)利用。因此，深入開展可聽聲波與生物體相互作用的研究，探究可聽聲波生物學作用的一般特征和規(guī)律，揭示該頻段聲波在傳播過程中生物學效應的作用途徑及分子機制，必將為可聽聲波的合理開發(fā)和利用、建立基于單細胞生物的聲波暴露風險

2、評估體系及開展可聽聲波危害的有效規(guī)避與防范奠定理論基礎。本文以單細胞模式生物大腸桿菌為研究對象，以自行研制的聲頻發(fā)生裝置為實驗平臺，研究了可聽聲波刺激對E.coli生長特性、生理生化特性及細胞膜結構和功能等的影響，并對Ca2+在可聽聲波刺激大腸桿菌細胞生長中的作用及機理進行了探討。
　　本研究主要內容包括：⑴研究了正常條件和環(huán)境脅迫下可聽聲波刺激對大腸桿菌生長的影響，結果表明：正常培養(yǎng)條件下，不同頻率和強度的可聽聲波刺激對 E.c

3、oli的生長具有促進或抑制效應；當頻率1000 Hz，強度為100 dB時可聽聲波能顯著地促進大腸桿菌細胞的生長，超出一定范圍時可聽聲波刺激對其生長的促進作用減弱，甚至有抑制作用。但在滲透脅迫條件下，可聽聲波刺激卻明顯增強了由滲透脅迫引起的生長抑制效應，而在鹽脅迫下適當強度的可聽聲波刺激卻可從一定程度上減輕鹽脅迫對E.coli生長的影響，一些可能的機制卷入了上述效應過程。⑵探討了可聽聲波刺激對E.coli生理代謝活動的影響，研究發(fā)現在一

4、定強度和頻率的可聽聲波刺激下，大腸桿菌胞內蛋白質含量顯著高于對照組，比對照組平均增加了59.5％；SOD酶活性相比對照組平均提高了68.56%；CAT酶活性相比對照組提高了331.22%，表明適宜強度和頻率的可聽聲波刺激可增強細胞的代謝活性。⑶對可聽聲波刺激下大腸桿菌細胞膜結構和功能變化的研究表明，適宜強度的可聽聲波刺激可在一定范圍內不損傷菌體的情況下增加大腸桿菌胞內溢出的核酸和蛋白質的量，增強細菌質膜的通透性。通過傅里葉變換紅外光譜方