营养条件对给水管网细菌运动和附着行为胁迫的动力学模拟

摘要

为揭示外界环境中营养物质对细菌运动和附着行为特征的影响,以给水管网中常见的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)野生株(WT PAO1)和变异株(无运动能力,PAO1ΔfliC)为研究对象,采用基于个体的数学模型方法,使用MATLAB平台模拟微尺度下营养条件胁迫与细菌初期表面附着、个体运动、生长的定量关系,研究其在不同营养环境中的附着与运动行为。结果表明:营养条件显著影响着环境中细菌的运动速度和附着量(P<0.05);贫营养条件下(1/50 LB环境),野生株铜绿假单胞菌的运动速度加快,其表面附着量和附着率提高。在各营养条件下,野生株细菌的附着量和附着率明显高于变异株细菌,验证了运动功能对其表面附着的重要性。通过数学模型建立营养条件与细菌生长繁殖、运动速度的定量关系,揭示给水管网中营养条件调控着细菌和细菌、细菌和表面的碰撞频率以及细菌附着行为。