群体感应现象及其在生物膜法水处理中的应用_李俊英

应用与环境生物学报2008,14(1):138～142ChinJApplEnvironBiol=ISSN1006-687X2008-02-25收稿日期:2006-11-01接受日期:2007-01-30＊2005年度高等学校博士学科点专项科研基金(No.20050247016),教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-05-0387)和科技部政府间(中国-丹麦)科技合作项目(S14NNP28)SupportedbytheSpecializedResearchFundfortheDoctoralProgramofHigherEducation(No.20050247016),theProgramforNewCenturyExcellentTalentsinUniver-sity(NCET-05-0387)andtheSino-DanishScientificCooperationPro-gram(S14NNP28).＊＊通讯作者Correspondingauthor(E-mail:wangrongchang@mail.tongji.edu.cn)群体感应现象及其在生物膜法水处理中的应用＊李俊英王荣昌＊＊夏四清(同济大学环境科学与工程学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,长江水环境教育部重点实验室上海200092)摘要群体感应是指细菌通过感知分泌到环境中自诱导物浓度的变化来调整基因表达,增强其在复杂环境中的生存能力,是细菌行为社会化的体现.研究者对群体感应的微生态调控机制进行了深入的探讨,包括自诱导物的合成、运输和对目的基因的表达调控,以及各信号通路之间的竞争关系对细菌适应环境的影响.本文分析了当前相关研究中的热点问题,提出了群体感应机制在生物法水处理领域中的潜在应用方式.图2参32关键词群体感应;自诱导物;生物膜;水处理CLCX703.1:Q939.108QuorumSensingSystemanditsApplicationinWaterTreatmentwithBiofilm＊LIJunying,WANGRongchang＊＊＆XIASiqing(StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourceReuse,KeyLaboratoryofYangtzeAquaticEnvironmentofMinistryofEducationCollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)AbstractQuorumsensingisatermusedtodescribeintercellularsignalinginbacteria.Bysensingthedensityofautoinducers,bacteriacanmodulategeneexpressionandenhancetheircapabilityinthenichescompetently,whichisakindofsocialization.Therolesofquorumsensinginmicrobialecologyhavebeenstudied,andincludethesynthesisandtransportofautoinducers,theregulatorymechanismsoftargetgenesexpressionandtheinfluenceofcompetitors(thecoordinatedsignalcir-cuits)ontheadaptationtocircumstances.Thefocusesofcurrentrelevantresearchesaresummarized,coupledwiththepoten-tialapplicationsofquorumsensingmechanismsinwatertreatmentbybiofilmprocesses.Fig2,Ref32Keywordsquorumsensing;autoinducer;biofilm;watertreatmentCLCX703.1:Q939.108生物膜(Biofilm)是细菌在某个界面或表面不可逆的粘附,并且被自身细胞分泌的大量多糖、蛋白和DNA等多聚物质所包被的复杂膜状结构,生物膜在自然界以及食品医药和工程领域广泛存在,和人们的生产生活息息相关[1].Parsek和Green-berg提出了细菌社会化行为的概念,并指出形成生物膜的微生物具有社会化行为的特征,细菌生物膜能够在恶劣的环境中生存的主要原因之一是细菌之间的相互协调作用,这正是通过细菌的群体感应系统来实现的[2].群体