芽孢(spore)是一些芽孢杆菌或球菌在恶劣环境下经过复杂过程而在体内形成的一个休眠体。芽孢结构十分特殊，核内富含的吡啶二羧酸钙(Ca2+-DPA)成分让芽孢能生存在极端的环境中，对高温、高压、强酸强碱等具有很强的抵抗能力，只要外界条件好转就会萌发进入营养生长成为一个营养态细胞，这会让芽孢丧失抗逆性。研究芽孢萌发机理，分析理化因子对芽孢萌发的影响，在抑制和杀灭对食物、医药、工业方面有害的芽孢杆菌等方面有着重要意义。　　苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）是当今世界研究最多，应用范围最为广泛的微生物农药。Bt杀虫剂具有易大规模生产，杀虫效率好，对坏境无害，人畜安全的特点。研究Bt芽孢萌发机制和一些影响因子对芽孢及其萌发的影响，有助于了解试剂对芽孢的杀灭机理，提高生物农药使用效率。　　介绍一种图像分析工具——SporeTracker（孢子追踪器），并将其运用在实验数据处理上，与人工统计实验数据方法作对比，分析两种数据处理方法的差异和SporeTracker的特点。SporeTracker的创新运用优化了数据处理方法。　　利用微分干涉差显微成像技术（Differential interference contrast，DIC）和光镊拉曼显微镜技术联合动态监测单个Bt芽孢在戊二醛处理后的萌发过程，使用不同萌发剂和不同菌株，结合两者实验数据分析戊二醛对Bt芽孢和芽孢萌发的影响。从而为分析如高温、高压、强酸强碱等其他理化因素对芽孢的影响提供了基础方案，也在认识芽孢萌发机理及其异质性发挥了极其重要的作用。　　为此，本论文主要研究内容包括以下几点:　　(1)利用DIC显微镜术联合光镊拉曼显微镜术在单细胞水平研究中的运用，高通量监测Bt芽孢萌发动态过程，在认识芽孢萌发机理及其异质性发挥了极其重要的作用。通过实验数据分析，结果发现同一Bt芽孢不同菌株之间存在很大的差异，同一菌株在不同的萌发剂触发下的萌发过程不同，同一萌发剂触发不同菌株的萌发过程也有很大不同。　　(2)通过Bt芽孢萌发的相差图像，将SporeTracker运用于实验的数据处理。结果发现，SporeTracker作为自动化的图像分析工具，在我们实验图像的处理上的运用是完全可行的。SporeTracker可以快速标记出相差图像内的芽孢，绘制出亮度随时间变化的曲线，并识别出亮度开始下降和下降完成的时间点。SporeTracke虽然可以优化实验数据处理方法，但在智能识别方面还有待改进。　　(3)利用DIC显微镜术和光镊拉曼显微镜术联合分析戊二醛处理后Bt芽孢萌发动态过程。结果得到，戊二醛处理对Bt芽孢的萌发影响很大，不同萌发剂触发下的萌发过程有很大区别。戊二醛处理后Bt芽孢的内膜和蛋白质二级结构变化不明显，但损坏了芽孢萌发相关的蛋白质，影响最显著的是萌发剂受体，其次是DPA释放通道的相关蛋白，而对皮层水解酶的影响较小。