×

微流控室内生物膜形成的二维多相模型。 (英语) 兹比尔1342.92125

小结:细菌病原苛求木霉是重要经济作物许多病态的致病因子。没有已知的治疗方法十、苛求疾病和问题的管理完全基于控制昆虫媒介的数量,这在一定程度上是有效的。这种细菌通过在植物的血管系统内形成生物膜而导致疾病,这一过程目前尚不清楚。在用作人工木质部导管的微流控室中,观察到这种细菌可繁殖地聚集成一种独特的、规则的聚集体,在空间上由非生物膜成分的通道分隔。我们建立了一个二维多相模型,它概括了这种空间模式,表明细菌的生长和附着/分离过程是这些模式的强烈影响调节剂。这表明了合理的策略,如添加金属和螯合剂,以减轻这种细菌病原体引起的疾病的严重程度。

MSC公司:

92C99型 生理、细胞和医学主题
76A20型 液体薄膜
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Andersen PC、Brodbeck BV、Oden S、Shriner A、Leite B(2007)木质部流体化学对难降解小叶藻浮游生长、生物膜形成和聚集的影响。FEMS微生物快报274:210-217·doi:10.1111/j.1574-6968.2007.00827.x
[2] Anguige K,King J,Ward J,Williams P(2004)针对细菌群体感应的治疗的数学模型。数学生物科学192:39-83·Zbl 1057.92033号 ·doi:10.1016/j.mbs.2004.06.008
[3] Anguige K,King J,Ward J(2006)成熟铜绿假单胞菌生物膜中群体感应的多阶段数学模型。数学生物科学203:240-276·Zbl 1101.92020号 ·doi:10.1016/j.mbs.2006.05.009
[4] Bellomo N,de Angelis E,Preziosi L(2003),与肿瘤进化和医学治疗相关的多尺度建模和数学问题。《西奥医学杂志》5:111-136·Zbl 1107.92020号 ·doi:10.1080/1027336042000288633
[5] Ben-Jacob E、Cohen I、Levine H(2000)《微生物的合作自组织》。高级物理49:395-554·doi:10.1080/00187300405228
[6] Berg HC(1993)《生物学中的随机漫步》。普林斯顿大学出版社
[7] Boles BR、Thoendel M、Singh PK(2004),自我生成的多样性在生物膜群落中产生保险效应。美国国家科学院院刊101:16630-16635·doi:10.1073/pnas.0407460101
[8] Branda SS、Viká、Friedman L、Kolter R(2005)《生物膜:重访矩阵》。微生物趋势13:20-26·doi:10.1016/j.tim.2004.11.006
[9] Brenner K,Arnold FH(2011)自组织、分层结构和聚集增强了合成生物膜联盟的持久性。公共科学图书馆One 6:e16791·doi:10.1371/journal.pone.0016791
[10] Budrene E,Berg H(1995)《趋化细菌形成对称模式的动力学》,《自然》376:49·数字对象标识代码:10.1038/376049a0
[11] Budrene EO、Berg HC等(1991)大肠杆菌运动细胞形成的复杂模式。自然349:630-633·数字对象标识代码:10.1038/349630a0
[12] Carpentier B,Cerf O(1993)生物膜及其后果,特别是食品行业的卫生。应用细菌杂志75:499-511·doi:10.1111/j.1365-2672.1993.tb01587.x
[13] Cates M,Marenduzzo D,Pagonabaraga I,Tailleur J(2010),繁殖细菌中的阻止相分离创造了一种模式形成的通用途径。国家科学院院刊107:11715-11720·doi:10.1073/pnas.1001994107
[14] Characklis WG,Marshall KC(1990)生物膜。威利,伦敦
[15] Chatterjee S、Almeida RPP、Lindow S(2008)《生活在两个世界:挑剔小叶藻的植物和昆虫生活方式》。《植物疗法年鉴》46:243-271·doi:10.1146/annurev.phyto.45.062806.094342
[16] Cheng DW,Lin H,Walker MA,Stenger DC,Civerolo EL(2009)葡萄木质部汁液和细胞壁成分对苛求木霉体外生长、生物膜形成和细胞聚集的影响。《欧洲植物病原学杂志》125:213-222·doi:10.1007/s10658-009-9473-8
[17] Choat B,Gambetta GA,Wada H,Shackel KA,Matthews MA(2009)皮尔斯病对夏敦埃葡萄叶片和叶柄水力传导率的影响。物理植物136:384-394·doi:10.1111/j.1399-3054.2009.1231.x
[18] Cobine PA、Cruz LF、Navarrete F、Duncan D、Tygart M、De La Fuente L(2013)苛求小叶藻在生物膜和浮游细胞中不同程度地积累矿物质元素。公共图书馆ONE 8:e54936·doi:10.1371/journal.pone.0054936
[19] Cogan N(2006)持久性形成对细菌对剂量反应的影响。《Theor生物学杂志》238:694-703·兹比尔1445.92160 ·doi:10.1016/j.jtbi.2005.06.017
[20] Cogan N(2007)将毒素假设纳入持久性形成和动力学的数学模型。《Theor生物学杂志》248:340-349·Zbl 1451.92198号 ·doi:10.1016/j.jtbi.2007.05.021
[21] Cogan N(2013)《细菌种群消毒概念》。数学生物科学245:111-125·Zbl 1308.92097号 ·doi:10.1016/j.mbs.2013.07.007
[22] Cogan N,Keener JP(2004)生物膜基质在结构发育中的作用。数学医学生物学21:147-166·兹比尔1055.92034 ·doi:10.1093/imammb/22.147
[23] Cogan N,Keener JP(2005),凝胶中的通道形成。SIAM应用数学杂志65:1839-1854·Zbl 1114.74011号 ·doi:10.1137/040605515
[24] Cogan N,Wolgemuth CW(2005),细菌驱动流的模式形成。生物物理学杂志88:2525-2529·doi:10.1529/biophysj.104.053348
[25] Cogan N,Guy RD(2010)生物凝胶从爬行细胞到细菌生物膜的多相流模型。HFSP期刊4:11-25·doi:10.2976/1.3291142
[26] Cogan N、Donahue M、Whidden M、De La Fuente L(2013a)微流控室内生物膜形成所显示的模式形成。生物物理学杂志104:1867-1874·doi:10.1016/j.bpj.2013.03.037
[27] Cogan N,Szomolay B,Dindos M(2013b)一维生物膜模型中定期消毒对持久性的影响。公牛数学生物学75:94-123·Zbl 1272.92021 ·doi:10.1007/s11538-012-9796-z
[28] Costerton JW、Cheng K、Geesey GG、Ladd TI、Nickel JC、Dasgupta M、Marrie TJ(1987)《自然界和疾病中的细菌生物膜》。微生物年鉴41:435-464·doi:10.1146/annurev.mi.41.100187.002251
[29] Cruz LF、Cobine PA、De La Fuente L(2012)钙增加了苛求小叶菌表面附着、生物膜形成和抽搐运动。应用环境微生物78:1321-1331·doi:10.1128/AEM.06501-11
[30] Davis M、Purcell A、Thomson S等人(1980)皮尔斯病细菌的分离培养基。植物病理学70:425-429·doi:10.1094/Phyto-70-425
[31] De Kievit TR,Gillis R,Marx S,Brown C,Iglewski BH(2001)铜绿假单胞菌生物膜中的群体感应基因:它们的作用和表达模式。应用环境微生物67:1865-1873·doi:10.1128/AEM.67.4.1865-1873.2001
[32] De La Fuente L,Montanes E,Meng Y,Li Y,Burr TJ,Hoch H,Wu M(2007)使用微流体流动室评估苛求木霉细菌I型和IV型菌毛的粘附力。应用环境微生物73:2690-2696·doi:10.1128/AEM.02649-06
[33] De La Fuente L,Burr TJ,Hoch HC(2008)苛求木霉细胞的自聚集受I型和IV型菌毛的影响。应用环境微生物74:5579-5582·doi:10.1128/AEM.00995-08
[34] De La Fuente L、Parker JK、Oliver JE、Granger S、Brannen PM、van Santen E、Cobine PA(2013)细菌病原菌苛求小叶菌(Xylella fastidisa)在感染期间影响植物寄主的叶离体。公共科学图书馆·综合8(5):e62945。doi:10.1371/journal.pone.0062945·doi:10.1371/journal.pone.0062945
[35] De Lima J、Miranda V、Hartung J、Brlansky R、Coutinho A、Roberto S、Carlos E(1998)《咖啡叶焦烧细菌:无菌培养、致病性以及与柑橘苛求木霉的比较》。植物病害82:94-97·doi:10.1094/PDIS.1998.82.1.94
[36] Donlan RM,Costerton JW(2002)《生物膜:临床相关微生物的生存机制》。临床微生物学评论15:167-193·doi:10.1128/CMR.15.2.167-193.2002
[37] Donlan RM等人(2002)《生物膜:表面微生物的生命》。突发传染病8:881-890·doi:10.3201/eid0809.020063
[38] Dunne WM(2002)细菌粘附:最近发现了任何好的生物膜吗?临床微生物学评论15:155-166·doi:10.1128/CMR.15.255-166.2002
[39] Flemming HC,Wingender J(2010)《生物膜基质》,《自然微生物评论》8:623-633
[40] Gambetta G,Fei J,Rost T,Matthews M(2007)Pierce’s病期间,树叶烧焦症状与细菌数量无关。J实验机器人58:4037-4046·doi:10.1093/jxb/erm260
[41] Harman MW、Dunham Ems SM、Caimano MJ、Belperron AA、Bockenstedt LK、Fu HC、Radolf JD、Wolgemuth CW(2012)明胶中莱姆病螺旋体的异质运动模拟通过组织传播。国家科学院院刊109:3059-3064·doi:10.1073/pnas.1114362109
[42] 霍普金斯D(1989)苛求小叶菌:植物的木质部限制细菌病原体。《植物疗法年鉴》27:271-290·doi:10.1146/annurev.py.27.090189.001415
[43] Hopkins D(2005)葡萄园中皮尔斯病的生物防治,使用对葡萄属良性的苛求二叶菌菌株。植物病害89:1348-1352·doi:10.1094/PD-89-1348
[44] Hopkins DL,Mollenhauer HH(1973)与葡萄皮尔斯病相关的类立克次体细菌。科学179:298-300·doi:10.1126/science.179.4070.298
[45] Hopkins D,Purcell A(2002)苛求小叶菌:葡萄皮尔斯病和其他紧急疾病的病因。植物病害86:1056-1066·doi:10.1094/PDIS.2002.86.10.1056
[46] Klapper I(2012)简单生物膜模型中的生产力和平衡。公牛数学生物学74:2917-2934·Zbl 1264.92049号 ·doi:10.1007/s11538-012-9791-4
[47] Klapper I,Dockery J(2006),生物膜材料描述中凝聚力的作用。物理版E 74:031902·doi:10.1103/PhysRevE.74.031902
[48] Kreft JU,Wimpenny JW(2001),eps对生物膜结构和功能的影响,如基于个体的生物膜生长模型所揭示的。水科学技术43:135-142
[49] Lambert G、Bergman A、Zhang Q、Bortz D、Austin R(2014)《生物膜物理:生物膜形成的初始阶段和动力学》。新物理杂志16:045005·doi:10.1088/1367-2630/16/4/045005
[50] LeVeque RJ(1996)不可压缩流平流的高分辨率保守算法。SIAM J数字分析33:627-665·Zbl 0852.76057号 ·数字对象标识代码:10.1137/0733033
[51] Machado I,Lopes SP,Sousa AM,Pereira MO(2012),单一和二元铜绿假单胞菌和大肠杆菌生物膜对苯扎氯铵的适应性反应。基础微生物学杂志52:43-52·doi:10.1002/jobm.201100137
[52] Meng Y,Li Y,Galvani CD,Hao G,Turner JN,Burr TJ,Hoch H(2005)通过菌毛驱动的抽搐运动实现挑剔小叶菌的上游迁移。细菌杂志187:5560-5567·doi:10.1128/JB.187.16.5560-5567.2005
[53] Murray JD(2002)《数学生物学:I.导论》,第17卷。柏林施普林格·Zbl 1006.92001号
[54] Navarrete F,De La Fuente L(2014)苛求小叶菌对锌的反应:可培养性降低,胞外多糖生成增加,在流动条件下形成弹性生物膜。应用环境微生物80:1097-1107·doi:10.1128/AEM.02998-13
[55] Newman KL,Almeida RP,Purcell AH,Lindow SE(2003)使用绿色荧光菌株分析葡萄的苛求小叶菌定殖。应用环境微生物69:7319-7327·doi:10.1128/AEM.69.12.7319-7327.2003
[56] Oliver J、Sefick S、Parker J、Arnold T、Cobine P、De La Fuente L(2014)苛求小叶菌感染烟草中的离子型变化与毒力相关,并区分细菌分离物的亚种。分子-植物-微生物相互作用27:1048-1058·doi:10.1094/MPMI-05-14-0151-R
[57] Oliver J,Cobine P,de la Fuente L(2015)从两个亚种中分离出的快速木霉菌。在温室条件下,多重和苛求引起南部高丛蓝莓(越桔属)的病害。植物病理学105:855-862·doi:10.1094/PHYTO-11-14-0322-FI
[58] Preziosi L,Tosin A(2009),肿瘤生长和细胞外基质相互作用的多阶段建模:数学工具和应用。数学生物学杂志58:625-656·Zbl 1311.92029号 ·doi:10.1007/s00285-008-0218-7
[59] Purcell A(1974)纳帕山谷皮尔斯病的空间模式。美国Enol Viticult杂志25:162-167
[60] Ramage G,Martínez JP,López-Ribot JL(2006),植入生物材料上的念珠菌生物膜:一个具有临床意义的问题。FEMS酵母研究6:979-986·doi:10.1111/j.1567-1364.2006.00117.x
[61] Rinaudi LV,Giordano W(2010)《根瘤菌生物膜形成的综合观点》,FEMS微生物快报304:1-11·doi:10.1111/j.1574-6968.2009.01840.x
[62] Stoodley P、Sauer K、Davies D、Costerton J(2002)《生物膜作为复杂分化群落》。《微生物学年鉴》56:187-209·doi:10.1146/annurev.micro.56.012302.160705
[63] Trottenberg U,Oosterlee CW,Schuler A(2000)Multigrid,伦敦学术出版社
[64] Welch R,Kaiser D(2001)黏菌行波模式中的细胞行为。国家科学院学报98:14907-14912·doi:10.1073/pnas.261574598
[65] Wells JM、Raju BC、Hung HY、Weisburg WG、Mandelco-Paul L、Brenner DJ(1987)苛求小叶菌gen.nov.、sp.nov:与黄单胞菌属相关的革兰氏阴性、木质部受限、苛求的植物细菌。国际系统细菌杂志37:136-143·doi:10.1099/00207713-37-2-136
[66] Wimpenny JW,Colasanti R(1997)基于细胞自动机模型的微生物生物膜结构的统一假设。FEMS微生物生态22:1-16·doi:10.1111/j.1574-6941.1997.tb00351.x
[67] Wright GB,Guy RD,Fogelson AL(2008)模拟两相凝胶动力学的有效且稳健的方法。SIAM科学计算杂志30:2535-2565·Zbl 1171.76037号 ·数字对象标识代码:10.1137/070695927
[68] Zaini PA、De La Fuente L、Hoch HC、Burr TJ(2009),葡萄木质部汁液通过苛求木霉促进生物膜发育。FEMS微生物快报295:129-134·数字对象标识代码:10.1111/j.1574-6968.2009.01597.x
[69] Zhang T,Cogan N,Wang Q(2008)生物膜的相场模型。二、。生物膜-流相互作用的二维数值模拟。公共计算物理4:72-101·Zbl 1365.92024号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。