可聽聲波刺激對大腸桿菌生長代謝的影響及機(jī)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(xué)作用研究在國際范圍內(nèi)尚不夠普遍，對其效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)觀察尚不夠系統(tǒng)，其作用的分子機(jī)理也不夠清楚，這在一定程度上，制約了聲生物效應(yīng)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(xué)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(xué)效應(yīng)的作用途徑及分子機(jī)制，必將為可聽聲波的合理開發(fā)和利用、建立基于單細(xì)胞生物的聲波暴露風(fēng)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(chǔ)。本文以單細(xì)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(shí)驗(yàn)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(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能等的影響，并對Ca2+在可聽聲波刺激大腸桿菌細(xì)胞生長中的作用及機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　本研究主要內(nèi)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(jié)果表明：正常培養(yǎng)條件下，不同頻率和強(qiáng)度的可聽聲波刺激對 E.c

3、oli的生長具有促進(jìn)或抑制效應(yīng)；當(dāng)頻率1000 Hz，強(qiáng)度為100 dB時可聽聲波能顯著地促進(jìn)大腸桿菌細(xì)胞的生長，超出一定范圍時可聽聲波刺激對其生長的促進(jìn)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(qiáng)了由滲透脅迫引起的生長抑制效應(yīng)，而在鹽脅迫下適當(dāng)強(qiáng)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(jī)制卷入了上述效應(yīng)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(xiàn)在一

4、定強(qiáng)度和頻率的可聽聲波刺激下，大腸桿菌胞內(nèi)蛋白質(zhì)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(qiáng)度和頻率的可聽聲波刺激可增強(qiáng)細(xì)胞的代謝活性。⑶對可聽聲波刺激下大腸桿菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能變化的研究表明，適宜強(qiáng)度的可聽聲波刺激可在一定范圍內(nèi)不損傷菌體的情況下增加大腸桿菌胞內(nèi)溢出的核酸和蛋白質(zhì)的量，增強(qiáng)細(xì)菌質(zhì)膜的通透性。通過傅里葉變換紅外光譜方