密度感应系统（Quorum sensing, QS）是一种细菌间的信号传递系统,细胞通过产生、释放信号分子并对这种信号分子响应来感知群体的密度。密度感应系统调控了细菌的多种生理过程,例如生物发光、病原菌发病机理、抗生素产生、细菌运动性、质粒转移、生物膜的形成。最近,嗜酸性氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans, A. ferrooxidans）中也发现了密度感应系统,然而对其所具有的功能现在还知之甚少。在本研究中,用一种人工合成的溴化呋喃化合物（5Z）-4-bromo-5-（bromomethylene）-2（5H）-furanone （FUR）,作为A. ferrooxidans QS系统的抑制剂,实验检测了FUR对A. ferrooxidans ATCC23270 AHL信号分子产生的影响,同样检测了FUR对afeI和afeR基因表达的影响。结果清楚的表明,我们用到的FUR化合物在低浓度剂量（0.01μg/mL-0.1μg/mL）时,可以显著抑制A. ferrooxidans的afeI和afeR两个基因表达,并减少该菌产生AHL信号分子,因此FUR化合物是A. ferrooxidans QS系统的有效抑制剂。本论文尝试将A. ferrooxidans的QS系统同该菌对重金属离子耐受性尤其是对铜离子的耐受性特性联系起来。论文检测了三株A. ferrooxidans （ATCC23270, ATCC19859, BY-3）在不同浓度FUR存在情况下,对七种重金属离子（Ni2+, Co2+, Cu2+, Mn2+, Hg2+, Mg2+, Zn2+）的耐受性。结果显示三株A. ferrooxidans对不同金属离子表现出不同程度的耐受性,而对于这些金属的耐受性在不同FUR处理后都有所降低并且表现出一定的量效关系。同时用荧光实时定量PCR对afeI, afeR, afe0329 and afe0454四个基因的表达做了相对定量,结果显示在50 mM Cu2+存在情况下,QS相关基因afeI和afeR的表达都有显著增高,而当我们同时用50 mM Cu2+和0.01μg/mL FUR处理时发现,afeI和afeR未出现超量表达的现象,而铜抗性相关基因afe0329和afe0454的超量表达的趋势也被严重抑制。这些结果表明,A. ferrooxidans QS系统参与调控了其对Cu2+的耐受性机制,而且这种现象很有可能广泛存在于对多种金属耐受性的调控机制中。A. ferrooxidans可以吸附在矿石表面,在自然环境以及工业应用当中,该菌对矿石的吸附是其促进矿石金属溶出的重要过程。论文考察了细菌对镍黄铁矿的吸附情况,发现FUR化合物可以抑制细菌吸附在镍黄铁矿表面,这可能是因为这些化合物干扰了细菌表面EPS的恢复,从而影响了细胞对镍黄铁矿的吸附。在金属溶出实验中,对镍黄铁矿表面扫描电镜（SEM）观察的结果显示,A. ferrooxidans细胞可以吸附在矿石表面不规则位点,例如裂缝和颗粒边缘等,而经过FUR处理后的细胞则在矿石表面形成一层厚的细胞层,结构紊乱无序,这个结果暗示FUR有可能干扰了A. ferrooxidans细胞在镍黄铁矿表面特定位点的选择性吸附。在金属溶出实验中,细菌生物催化溶出的Ni和Cu的量远远高于无菌纯化学溶出组,结果表明A. ferrooxidans在催化矿石金属溶出过程中起到了非常重要的作用。而在FUR处理后,矿石中金属溶出大大减少,并且这种抑制金属溶出的作用持续了很长时间（60天）。因此本论文猜测（?）A. ferrooxidans催化金属溶出作用也是一个群体效应而非单个细胞的作用。实验结果提供了一种新的通过干扰A. ferrooxidans的QS系统来抑制高浓度重金属酸矿水（Acid mine drainage, AMD）产生的策略。