微生物生物膜：环境、农业与医学中的特性与应用
Microbial Biofilms: Properties and Applications in the Environment, Agriculture, and Medicine
作者：Bakrudeen Ali Ahmed Abdul
出版：CRC Press
索书号：Q73/M626e/2021/Y
ISBN: 978-0-367-61241-2
藏书地点：武大外教中心
生物膜作为一种复杂的微生物群落，不仅是自然界中生命存在的主要形式，更是当代分子遗传学、药理学及环境科学研究的前沿阵地。氧化应激与生物膜的形成机制密不可分，微生物通过分泌胞外聚合物形成复杂的基质网络，将自身包裹在多糖、蛋白质及核酸构成的“铠甲”之中，从而在极端环境、抗生素压力及宿主免疫攻击下获得生存优势。这种生物膜结构并非简单的细胞堆积，而是一个具有高度组织性的微生态系统，内部存在着类似于多细胞生物的信号传递机制，如群体感应系统。深入理解生物膜的物理化学特性及其在不同生态位中的功能，对于解决目前全球面临的抗生素耐药性、生物污染以及农业可持续增长等挑战具有至关重要的意义。
《微生物生物膜：环境、农业与医学中的特性与应用》一书于2021年由CRC Press出版，由Bakrudeen Ali Ahmed Abdul教授担任主编。本书通过20个详尽的章节，汇集了全球生物膜研究领域的专家智慧，呈现了一场分子生物学与生化方法的独特融合。书中的内容跨度极大，从基础的微生物学研究到前沿的临床应用，不仅探讨了生物膜在自然界中的分离与化学性质，还重点关注了其对环境污染物、农业生产力以及人类健康的多维度影响。主编Abdul教授凭借其在植物生物化学和生物活性化合物生产领域的深厚造诣，赋予了本书独特的跨学科视角。该书不仅为植物生理学家、生物化学家和分子生物学研究者提供了权威的参考指南，也因其包含的课后习题和案例研究，成为相关专业师生的绝佳教学工具。
在对生物膜基础特性的探索中，本书首先聚焦于生物膜的生物多样性、保护机制及其管理策略。微生物通过调节胞外基质的成分来应对环境信号，这种适应性在临床生物修复实践中得到了广泛应用。谷胱甘肽等硫醇化合物在维持生物膜内部氧化还原平衡中发挥着核心作用，而抗坏血酸等抗氧化剂则在清除活性氧、防止氧化损伤方面具有明确的生物学意义。书中通过细致的实验数据总结了目前关于生物膜形成细菌的最新研究成果，特别是在水相和膜相之间的代谢物转移机制，揭示了微生物如何利用相关酶类调节基因表达，以应对外界压力。这种对微观机制的阐释，为后续探讨生物膜在能源生产和环境治理中的应用奠定了坚实的理论基础。
生物膜与生物能源及环境系统的交互是本书的另一大亮点。在生物能源生产领域，微生物生物膜被视为提高发酵效率和产量的核心。例如，在螺旋藻生产和生物量利用中，生物膜的调控直接关系到农业工业废水的生物修复效果。通过电活性生物膜在废水处理和生物电产生中的应用，研究者展示了如何将环保需求与能源回收相结合。同时，书中还深入探讨了生物膜在农业中的双重作用：一方面，植物生长促进根际细菌通过形成生物膜来增强植物的营养吸收和抗逆能力；另一方面，厌氧废水处理过程中的生物膜稳定性则是工业排污达标的关键。这些研究不仅为农业可持续发展提供了新思路，也为环境微生物学家和生物修复专家提供了极具参考价值的实践案例。
在医学与药理学领域，生物膜的负面影响及应对策略构成了本书最具挑战性的章节。生物膜关联感染，尤其是发生在人类和动物身上的慢性感染，是临床医学面临的顽疾。本书详细讨论了生物膜在阿尔茨海默病、艾滋病、哮喘、高血压乃至抗衰老研究中的潜在关联与最新药理学进展。特别是针对抗生素耐药性的生物膜辅助机制，书中提出了利用天然产物，如药用植物提取物、必需油以及真菌代谢产物，作为抗生物膜化学疗法的新途径。例如，研究发现某些必需油能通过破坏生物膜的结构完整性，有效控制人类病原真菌的感染。这种从自然界寻找抗微生物解决方案的方法，体现了生化研究从传统合成药物向天然生物活性化合物回归的趋势。这种跨学科的整合，使得本书不仅是科研人员的参考手册，也成为了连接实验室发现与工业应用的桥梁 。从生物能源的产生到复杂疾病如阿尔茨海默病、艾滋病的药理探索，生物膜的研究正以前所未有的速度改变着我们对生命科学的认知 。
综上所述，《微生物生物膜》不仅是一部综述性的学术著作，更是一本连接微观生物机制与宏观应用实践的蓝图。它引导读者思考如何利用生物膜的正面效应——如在生物修复和植物增产中的潜力，同时警示并提供了对抗其负面效应——如临床耐药性感染的科学手段。通过对类胡萝卜素、维生素E以及苯丙烷衍生物等抗氧化成分在生物膜系统中的作用分析，本书构建了一个完整的微生物防御与适应模型。对于那些致力于在生物医学工程、环境微生物学以及分子生物学领域寻求突破的研究者来说，这无疑是一本能够提供持久启发和详实参考的经典之作。
本书目录：
第一部分 微生物生物膜：特性、生物多样性、保护与管理
第一章 微生物生物膜：特性、生物多样性、保护与管理
第二章 临床生物修复实践中的微生物生物膜
第二部分 微生物生物膜：生物能源与环境系统中的生物材料
第三章 农业中的微生物生物膜及其对环境、现状及未来前景的影响
第四章 发酵中的生物膜用于生产增值产品 第五章 水产养殖中的生物膜
第三部分 微生物生物膜：化学科学、天然产物与生物技术途径
第六章 影响生物膜形成的天然产物：机制、影响及应用
第七章 促进植物生长的根际细菌：生物膜及其在可持续农业中的作用
第八章 消除乳制品行业中李斯特菌的新趋势
第九章 药用植物提取物对抗生物膜形成细菌的潜力
第十章 电活性生物膜（EAB）：在废水处理和生物电产生中的生物电化学系统作用
第四部分 微生物生物膜：生物量、植物生长、土壤营养与废水管理
第十一章 农业工业废水的生物修复：螺旋藻栽培与生物量作为动物饲料补充
第十二章 微生物生物膜在废水管理中的作用
第十三章 纺织染料废水的生物吸附与脱色：利用从附近纺织染料工业收集的土壤样本中分离出的真菌
第十四章 生物膜在厌氧废水处理过程中的作用
第五部分 微生物生物膜在针对慢性疾病医学中的应用
第十五章 微生物生物膜：慢性疾病的新前沿
第十六章 微生物生物膜辅助的抗性及克服对策
第十七章 生物膜关联感染：人类与动物健康的持续挑战
第十八章 利用必需油治疗生物膜关联的阴道感染
第十九章 必需油：控制人类致病真菌生物膜关联感染的潜在补救措施
第二十章 微生物生物膜的生物医学应用
邹娟 武大生科院 博士研究生