长期以来人们一直认为只有多细胞生物存在细胞与细胞之间的信息交流,而细菌往往被认为以单纯的单个细胞的生存方式存在于环境中。然而进入20世纪90年代以后,人们认识到细菌之间也存在信息交流,许多细菌都能自发产生、释放一种被称为自诱导物质的信号分子。胞外的自诱导物浓度随细菌密度的增加而增加,当达到一个临界浓度时,自诱导物能启动菌体中相关基因的表达,调控细菌的生物行为,如产生毒素、形成生物膜、产生抗生素、生成孢子、产生荧光等,以适应环境的变化,我们将这一现象称为群体感应调节。由于这一现象只有细菌密度达到一定阂值后才会发生,所以也称为依赖细胞密度控制的基因表达。在基于群体感应调控的系统中,广泛研究的一个模型是一种生物发光性的海洋细菌-Vibrio harveyi的群体感应系统。该群体感应系统含有多个反馈环,但是我们却不太清楚这些反馈环是怎样作用来控制信号过程的。因此我们主要是呈现了一个计算模型来研究各个反馈环的作用。我们用模型得到的预测结果与实验结果相吻合,这说明我们可以用模型去研究一些系统的其它性质。我们发现哈氏弧菌利用多个反馈环来精确控制信号转导过程。本文第一章首先对系统生物学这一新兴学科的产生背景、研究内容、工作流程和研究方法作了简要的介绍,接着引入了生物网络的一些基础知识,包括基本概念、调控网络等内容,随后列出了数学建模的一些相关知识。在第二章中,我们重点概述了信号转导以及群体感应效应。第三章主要研究了了sRNAs介导的Vibrio harveyi群体感应系统。关于Vibrio harveyi群体感应系统的实验研究已有很多,却没有一个发展完好的理论模型。这一章我们主要是呈现了一个关于Vibrio harveyi群体感应系统的计算模型。我们的工作可以捕获Vibrio harveyi群体感应系统的主要特征。因此我们可以用这个模型来分析其它动力学性质,如反馈环的作用。第四章对全文进行了总结,并对以后的科研方向作了展望。