细菌群体异质性对生长动态过程的影响及其表征

在经典的表征群体生长的Logistic方程中,假定群体中每个个体都是同质的.解方程时的初值仅限定为N(t_0)=N0,因此,对N_0相同而生理状态不同的接种物的生长动态不能区分.事实上,在菌群生长的任一时刻,只有一定比例的细胞在进行分裂(设为θ),这样,dN/dt不仅由N,而且实际上由N和θ共同决定.因此,解方程的初值条件还应加入θ(t_0)=θ_0,而这又被在构建生长方程时所忽略,但这一附加条件使Logistic方程的求解甚为复杂.基于细菌生长过程的瞬时生长速率Vinst的时间过程曲线都呈Gauss分布形状这一特点,在用瞬时生长速率成功地表征限制性条件下区分群体生长阶段的基础上,进一步用Gauss分布近似函数表达式(Y_i=ae~-0.5(x_1-x_0/b)~2])以求得异质性群体的生长参数,这些参数可真实地表征不同生理状态细菌群体的生长动态,为微生物学基础研究和在生物工程等方面的应用提供了一个新方法.在此基础上提出了一个估算细菌群体生长延迟期和群体倍增时间的新方法.