原子力显微镜对玉米黑粉菌及蛋白分子的研究

论文摘要

对细胞的表面形貌结构的认识是进一步了解细胞功能并探讨生命现象的重要基础。不同的研究技术和工具对研究起着重要的作用,其中原子力显微镜（AFM）有高分辨率和直观可视化的特点,它的样品制备简单,扫描时不会使生物样品发生较大的改变,还可以在近生理条件下观察生物细胞的形貌结构信息。这些特点使它迅速的应用于生物领域。本论文一方面应用AFM和光学显微镜对玉米黑粉菌细胞的表面形貌结构进行了表征,并且观察了抑菌剂萎锈灵及潮霉素对黑粉菌细胞的表面形貌结构的影响,进一步的分析解释了药物对细胞的影响机理。另一方面通过AFM单分子力谱对芽孢衣蛋白相互作用进行了研究。论文内容主要体现在以下三个方面：1.利用AFM对玉米黑粉菌单倍体时期生长的形态变化进行了观测,同时对空气中长期放置的黑粉菌进行了观察。通过AFM图可以清楚地观察到黑粉菌单倍体结合管生长的形态的变化及几十纳米级的菌体表面形貌。2.通过AFM研究抑菌剂萎锈灵和潮霉素对玉米黑粉菌细胞形貌的影响。结果表明萎锈灵对黑粉菌不仅有生长的抑制作用,在黑粉菌菌体的表面随机出现了很多小坑。而潮霉素却使黑粉菌的表面变的比较平滑,粗糙度降低,没有出现坑。3.利用单分子力谱对芽孢衣蛋白CotE间的相互作用进行了动力学研究。研究得出CotE蛋白分子间有弱的相互作用,在加载速率为3160 pNs-1时,其相互作用力的约为49.4pN,解离速率常数为0.146s-1,获得了其动力学信息。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 显微镜的介绍和原子力显微镜工作原理
• 1.2.1 显微镜的发展
• 1.2.2 AFM的工作原理
• 1.2.3 AFM的信号图像
• 1.2.4 AFM的成像模式
• 1.2.5 AFM探针和样品固定
• 1.3 AFM在生物领域研究状况
• 1.3.1 AFM的优势
• 1.3.2 AFM在生物领域的应用
• 1.4 AFM未来的发展趋势
• 1.5 本论文的主要研究内容
• 1.5.1 AFM及光学显微镜对玉米黑粉菌的形貌表征
• 1.5.2 AFM对药物处理的黑粉菌细胞的形貌表征
• 1.5.3 芽孢衣蛋白相互作用单分子力谱
• 第二章 实验方法
• 2.1 实验所用试剂和主要仪器设备
• 2.1.1 实验中所用的主要试剂
• 2.1.2 实验中所用的主要仪器
• 2.2 玉米黑粉菌的制备及实验条件
• 2.2.1 玉米黑粉菌的制备
• 2.2.2 黑粉菌实验表征条件
• 2.3 样品基底和AFM探针的修饰
• 2.3.1 样品基底的修饰
• 2.3.2 AFM探针的修饰
• 2.4 单分子力谱实验条件
• 第三章 原子力显微镜及光学显微镜对玉米黑粉菌的表征
• 3.1 引言
• 3.1.1 玉米黑粉菌
• 3.1.2 黑粉菌应用价值及危害的防治方法
• 3.1.3 黑粉菌相关研究
• 3.2 实验表征
• 3.2.1 光学显微镜对黑粉菌形态的表征
• 3.2.2 空气中AFM对黑粉菌形貌的表征
• 3.2.3 液体中玉米黑粉菌的表征
• 3.2.4 空气中长时间放置玉米黑粉菌的表征
• 3.3 结果与讨论
• 第四章 原子力显微镜表征药物对玉米黑粉菌形貌的影响
• 4.1 引言
• 4.2 潮霉素对玉米黑粉菌的影响
• 4.2.1 玉米黑粉菌药物作用前及作用后的AFM图
• 4.2.2 潮霉素的作用机理
• 4.3 萎锈灵对玉米黑粉菌的影响
• 4.3.1 药物作用后玉米黑粉菌的形貌变化
• 4.3.2 不同浓度药物作用后玉米黑粉菌的形貌变化
• 4.3.3 药物作用不同时间后玉米黑粉菌的形貌变化
• 4.3.4 药物作用玉米黑粉菌的机理分析
• 4.4 结果讨论
• 第五章 原子力显微镜对芽孢衣蛋白相互作用研究
• 5.1 引言
• 5.1.1 芽孢蛋白
• 5.1.2 CotE蛋白
• 5.2 单分子力谱研究芽孢衣蛋白相互作用
• 5.2.1 单分子力谱
• 5.2.2 芽孢衣蛋白CotE间的相互作用研究
• 5.2.3 芽孢衣蛋白CotE间的相互作用的动力学研究
• 5.2.4 结果讨论
• 第六章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果