Adaptive dynamics of microbial populations: Physiological models of growth
Adaptive dynamics of microbial populations: Physiological models of growth
批准号:
0517954
负责人:
Sergei Pilyugin
金额:
$0.0万
依托单位:
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2005
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2005-08-01 至 2009-07-31
中文摘要
多种微生物在含有生长限制基质混合物的环境中生长是一个具有根本生态学重要性的问题。尽管文献中有大量关于混合环境中竞争的数学理论,但许多数学模型都无法直接解决微生物物种在响应环境波动时表现出的生理适应动力学。在我们之前的工作中,我们已经为开发一个全面的数学理论奠定了基础,该理论可以满足这个建模利基。我们已经证明,这些模型的预测与实验数据非常吻合。在这个项目中,我们将为微生物适应的生理理论提供坚实的数学背景,并进一步扩展建模框架,包括我们之前没有考虑的关键生理变量和细胞内过程。这项工作将为理解复杂微生物群落的灭绝、共存和生理异质性提供分子基础。该项目还将解决环境扰动对适应性微生物生态系统的影响。包括食品加工和废水处理在内的许多现代生物技术都是基于微生物培养物的受控生长,这是一种对环境扰动敏感的适应性过程。该项目将有助于我们了解驱动微生物生理适应的关键因素,并大大提高我们控制和优化工业生物反应器性能的能力。此外,这项工作将通过直接参与,以及通过佛罗里达大学开发的微生物生长动力学和适应性种群动力学的一套基于研究的教育材料,对研究生(可能还有本科生)产生教育影响。
英文摘要
The growth of multiple microorganisms in environments containing a mixture of growth-limiting substrates is a problem of fundamental ecological importance. Although the literature is abundant with mathematical theories of competition in mixed environments, many mathematical models fall short of directly addressing the dynamics of physiological adaptations exhibited by microbial species in response to environmental fluctuations. In our previous work, we have laid foundations for developing a comprehensive mathematical theory that fulfills this modeling niche. We have shown that predictions of these models are in close agreement with experimental data. In this project, we will provide a solid mathematical background behind the physiological theory of microbial adaptation and further extend the modeling framework to include the key physiological variables and intracellular processes that we did not consider previously. This work will provide the molecular basis for understanding extinction, coexistence, and physiological heterogeneity in complex microbial communities. This project will also address the impact of environmental perturbations on adaptive microbial ecosystems.Many of the modern biotechnologies including food processing and waste water treatment are based on the controlled growth of microbial cultures, an adaptive process that is sensitive to environmental perturbations. This project will contribute towards our understanding of the key factors that drive the physiological adaptation of microorganisms and greatly enhance our ability to control and optimize the performance of industrial bioreactors. In addition, this work will have an educational impact on graduate (and possibly undergraduate) students both through direct involvement, and through the set of research-based educational materials in microbial growth kinetics and adaptive population dynamics developed at the University of Florida.
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会议论文
University of Florida Conference on Computational and Systems Biology
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批准号:1065966
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$2.0万
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财政年份:2011
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负责人:Sergei Pilyugin
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依托单位:
The Second SIAM Gators Student Conference; March 2009, Gainesville, FL
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批准号:0835518
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2008
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负责人:Sergei Pilyugin
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依托单位:
Modeling microbial heterogeneity under antibiotic treatment
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批准号:0818050
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项目类别:Continuing grant
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2008
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负责人:Sergei Pilyugin
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依托单位:
The University of Florida Conference on Theoretical Immunology (UFCTI-2002), May 23-25, 2002, Gainesville, FL
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批准号:0124610
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2002
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负责人:Sergei Pilyugin
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依托单位:
国内基金
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发展基因编码的荧光探针揭示趋化因子CXCL10的时空动态及其调控机制
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批准号:32371150
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2023
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负责人:井淼
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依托单位:
β-arrestin2- MFN2-Mitochondrial Dynamics轴调控星形胶质细胞功能对抑郁症进程的影响及机制研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2023
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负责人:
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依托单位:
用于对微管动态结构实时定量分析的荧光探针
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批准号:32070708
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2020
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负责人:谢松波
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依托单位:
钱江潮汐影响下越江盾构开挖面动态泥膜形成机理及压力控制技术研究
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批准号:LY21E080004
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2020
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负责人:尹鑫晟
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依托单位:
层状半导体材料纳米结构中激子分离动力学研究
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批准号:22073022
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项目类别:面上项目
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资助金额:63.0万元
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批准年份:2020
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负责人:刘新风
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依托单位:
磁性薄膜和磁性纳米结构中的自旋动力学研究
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批准号:11174131
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2011
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负责人:游彪
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依托单位:
星系结构基本单元星团的研究
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批准号:11043006
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2010
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负责人:理查德迪何瑞斯
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依托单位:
星系恒星与气体的动力学演化
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批准号:11073025
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2010
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负责人:RainerSpurzem
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依托单位:
在我们的门前发掘化石——利用中国即将开展的巡天来研究银河系的演化
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批准号:11043005
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2010
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负责人:马丁史密斯
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依托单位:
物体运动对流场扰动的数学模型研究
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批准号:51072241
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2010
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负责人:李廷秋
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依托单位: