ccdC在瓦雷兹芽孢杆菌FZB42生物膜分散中的作用初探
文献综述
细菌生物膜是指附着于物体表面,由细菌及其自身产生的胞外基质聚合物(Extracellular polymeric substance,EPS)包裹而共同形成的具有立体结构的微生物菌落,其中胞外基质聚合物是细菌生物膜区别于浮游细菌的重要结构,由胞外多糖、蛋白质、胞外DNA(eDNA)组成[1,2]。细菌生物膜可增强细菌对抗宿主免疫防御的能力,能通过群体感应改变细菌基因表型和生长方式,使细菌生物膜对抗生素的耐药性增加,营造相对稳定的适宜细菌生长的膜内环境,增强细菌对外界严苛环境的抵抗能力。
一、国内外生物膜研究领域
早在17世纪,Antonie van Leeuwenboek从牙菌斑中观察到了细菌生物膜的存在,但直到1978年Costeron和Characklis才首先提出细菌生物膜的相关理论。
生物膜在动植物生长和医药领域都存在重要的作用,其中如根际益生菌在植物根系形成的生物膜能帮助植物对于营养的吸收和对植物病害的防治。例如根瘤菌是一类研究比较透彻的一类根际细菌,可以特异地定殖在豆科作物根际,诱导根毛卷曲,侵染伸长区并诱导结瘤,根瘤菌可以在卷曲的根毛上形成生物膜聚集体,帮助侵染宿主根系。
细菌生物膜的存在有利于病害微生物的生存和传播,如金黄色葡萄球菌以生物膜的形式存在于骨骼、心脏瓣膜等部位会引起难以根治的脊髓炎、心内膜炎等慢性疾病[3,4]。细菌生物膜在卫生领域中,如手术器具的清理,细菌形成生物膜后,普通的消毒清洗措施并不能有效的清除手术器具上的病害细菌残留,生物膜中的细菌对抗菌剂的敏感程度比浮游细胞低,有研究指出,生物膜中抵抗抗菌剂的能力相对于浮游细胞有一百到一千倍的提升,在临床上增加了病人术后额外患病和术后细菌感染的机率。据了解细菌生物膜还可能在结肠癌发病过程中发挥重要作用[5,6]
细菌生物膜还应用在生物农药领域中,自20世纪初期,Hartely首次利用有益拮抗微生物防治真菌引起的猝倒病并获得良好的效果,开启了生物防治的新篇章。近年来,随着人们素质的提升,环保意识的增强,低毒,安全性高的生物农药开发和利用得到高速发展。生物膜有保护内部细菌正常生长发育的功能,创建一个相对于外界严苛环境更有利于细菌细胞和分泌的生物大分子存在的微环境,能让生物农药更好更长效的发挥作用。
二、生物膜形成与分散机理
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