中文摘要：

生物膜（Biofilm）是细菌在逆境条件下（如营养匮乏、接触毒物或抗微生物制剂等）形成的一种膜状的细胞群落结构，表现出很高的抗逆性，难以控制，引起严重的临床（抗药性）和环境问题，是微生物学、医学、环境等领域中的重要研究课题，特别是其形成的机制,由于近年来发现胞外DNA是其形成的重要物质基础而更引起广泛的兴趣和争论。本研究将通过比较研究DNA在生物膜形成过程中的动态变化规律及其与细胞内生理活性调控之间的相互关系以及生物膜中所发生的自然遗传转化，从而揭示生物膜形成、DNA释放和自然遗传转化之间的内在联系，从基因水平转移的角度进一步阐明生物膜形成的机理，为揭示和控制生物膜的抗药性机理和正确评估遗传修饰微生物释放的安全性提供深层次依据，进一步促进生物膜法在治理环境污染中的实际应用。

结论摘要：

生物膜是细菌在逆境条件下形成的一种细胞群落结构。本项目主要研究胞外DNA在生物膜形成中的作用和生物膜中的细菌遗传转化。研究结果确定胞外DNA对细菌生物膜形成能够起到促进作用，特别是在早期发挥着重要作用，与细菌摄取外源DNA作为营养的途径没有直接相关性；通过测量细菌细胞表面Zeta电势的变化与细胞聚集的相关性，发现胞外DNA主要是通过静电作用与细胞表面相互作用促进细胞聚集，进而促进生物膜形成。在研究E. coli生物膜形成过程中，建立了一种完全不同于现有E. coli转化研究体系的"开放"体系，利用该体系确证E. coli具有诱导建立自然感受态的能力。很有趣的是E. coli自然感受态诱导过程在液体培养条件下完成，但转化过程则是在平板上完成，这一过程不需要特别的营养胁迫诱导，这与目前报道的细菌自然遗传转化模式存在差异，进一步研究可能会揭示一种全新的细菌自然转化机制。本项研究结果显示在细菌群体信号应答过程中，生物膜形成、细胞释放DNA、自然感受态的建立等之间联系复杂，但是可能受控于共同的信号调控系统，如感受态调节子。