大肠杆菌（Escherichia coli）作为环境中常见的微生物,可以通过趋化信号传导网络调控细菌鞭毛马达的转动过程,从而驱动细菌鞭毛的旋转和细菌的运动。因此,大肠杆菌在外部环境中运动行为的变化是由胞内的趋化网络以及鞭毛马达协同调控的。细菌的趋化运动对细菌探索环境、定植和生物膜形成都十分关键,特别是在致病菌感染宿主的过程中。因此,研究细菌的行为变化是探究人类健康与微生物关系的重要课题之一。L-岩藻糖作为一种天然的单糖,在细菌定植过程中起着至关重要的作用,同时在生物体内又起到一定的抗炎作用。此外,L-岩藻糖还参与哺乳动物白细胞-内皮粘附,可以调节宿主和微生物之间的生态平衡。肠道微生物群也可以利用L-岩藻糖作为碳源,这对于维持胃肠道微生物的生态稳定具有重要意义。大肠杆菌作为肠道中重要的微生物之一,其鞭毛马达、趋化运动以及其在工业和医疗领域的应用被广泛研究。然而,大肠杆菌对L-岩藻糖的趋化响应和L-岩藻糖对细菌运动行为的影响仍不清楚。为了探究L-岩藻糖对大肠杆菌的影响,我们主要分为三个部分来进行探究,本论文主要的研究方案如下:（1）大肠杆菌在不同浓度的L-岩藻糖培养后运动行为的变化。在分子方面,对于单个细菌的鞭毛马达,我们通过基因改造技术构建了实验需要的JY26菌种,并导入能表达粘性鞭毛的质粒p KAF131。将乳胶小球标记到带有粘性鞭毛的大肠杆菌上,利用搭建的明场显微镜来表征和分析L-岩藻糖培养后大肠杆菌鞭毛马达的转动变化。在单个细菌方面,我们通过高通量2D跟踪实验,表征了L-岩藻糖对单个大肠杆菌细菌游泳运动的影响。对于大肠杆菌细菌群,我们通过高通量暗场闪烁显微镜,表征了L-岩藻糖对大肠杆菌细菌群游泳运动的影响。通过乳胶小球标记实验、高通量2D跟踪实验和高通量暗场闪烁显微镜,从单个鞭毛运动水平到单个细菌和细胞群,研究了L-岩藻糖对细菌游泳运动的影响。结果表明,L-岩藻糖培养的细菌游动能动性降低,翻滚频率增加。此外,通过测量玻璃表面游动细菌的数量分布和细菌表面粘附情况,可以直接揭示L-岩藻糖影响细菌的运动行为,说明L-岩藻糖促进细菌表面聚集和表面粘附。（2）大肠杆菌对不同浓度L-岩藻糖的趋化响应。同样的对于单个细菌的鞭毛马达,我们将乳胶小球标记到带有粘性鞭毛的大肠杆菌上,利用搭建的微流控装置与明场显微镜结合,来表征和分析在外部环境存在L-岩藻糖时大肠杆菌鞭毛马达的趋化响应情况。此外,通过基因改造技术构建了趋化受体缺陷的菌株,研究趋化受体在大肠杆菌感知L-岩藻糖的过程中起到的作用。通过趋化环实验研究大肠杆菌细菌群对L-岩藻糖趋化响应。我们的研究发现,大肠杆菌需要化学受体来感知L-岩藻糖,且L-岩藻糖对大肠杆菌而言是引诱剂,大肠杆菌鞭毛马达的趋化响应恢复时间与L-岩藻糖的浓度在大范围毫摩尺度上呈线性相关。（3）不同浓度L-岩藻糖对细菌生物膜的影响。我们通过结晶紫染色的方法,定量了不同浓度的L-岩藻糖对细菌生物膜的影响。我们的研究表明,添加L-岩藻糖对大肠杆菌生物膜有一定的抑制效果。此外我们还采用金黄色葡萄球菌进行生物膜实验,其结果与大肠杆菌一致,结果表明L-岩藻糖对金黄色葡萄球菌的生物膜同样有一定的抑制效果。