基因失活对丙酮丁醇梭菌的生物膜和发酵性能的影响文献综述

 2021-11-04 08:11

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文 献 综 述基因失活对丙酮丁醇梭菌的生物膜和发酵性能的影响1.1.1生物膜的简介在自然界中（尤其是水环境条件下），细菌黏附于生物或非生物的物体表面，不断聚集形成的包含大量细菌的菌落联盟，常被称作生物膜或胞外聚合物质。

生物膜的形成除了依靠菌体之间彼此黏连以外，细菌聚集后通过群体感应进行交流来感知外界群体密度并做出应激性反应的能力，也是生物膜形成的必备因素之一。

聚集后的菌体除了正常的生长繁殖以外，也会分泌出大量多糖、蛋白、eDNA和脂质等共同构成生物膜的三维稳定结构，能帮助其中的菌体免受外环境的干扰，提供相对稳定的生存环境当菌体聚集成膜之后，在生物膜的保护下，对环境压力的耐受性明显增强。

除了这些分泌物以外，菌体在生物膜形态下自然衰老死亡也会裂解释放出大量蛋白、多糖和eDNA等，这些裂解物在生物膜中也是不可或缺的组分。

一般而言，当菌体受到物理和化学方面的环境压力（温度，水流速度，酸碱性，渗透压，抗生素，次级代谢毒性产物等）后，为了更好地存活，菌体会通过信号感知系统（如c-di-GMP信号分子）感知环境压力，并自觉地聚集并分泌大量蛋白、多糖和eDNA等来保护菌体免遭这种负面因素的影响，从而能在恶劣的环境下继续存活。

一些与人类疾病相关的细菌都被证明能形成生物膜，如引起人体囊性纤维化病变的铜绿假单胞菌，人体植入的仿生材料和导尿管上金黄色葡萄球菌集聚导致的炎症和造成腹泻的艰难梭菌等。

致病菌形成生物膜后，会增强菌体的耐药性，使得病人久治不愈，痛苦不堪。

也正因此，关于生物膜的研究多集中于致病菌，很少有丙酮丁醇梭菌生物膜形成机制方面的研究报道！相关工作已经证实通过敲除特定的蛋白、多糖和eDNA合成相关基因能使生物膜明显减少，也有研究报道称，通过对调控因子类基因进行失活，也能达到调控生物膜形成的目的。

生物膜的形成使得致病菌的耐药性、环境耐受性明显增强，使得微生物感染疾病的治疗难上加难！从另一方面而言，微生物形成生物膜后对菌体是有利的，因此，在工业上应用生物膜的对菌体的这种保护特性而实现工业菌株的应用具有广泛前景。

在污水处理领域，以生物膜为底盘的废水处理反应装置已经被开发并实现了应用，如传统的微生物滤池法、生微生物转盘法以及微生物曝气池都与生物膜相关联。

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