微生物群体的异质性广泛存在。从单个细菌分裂生长形成的等基因微生物群体当中，每个细胞之间能够生理、生化和行为等方面表现出广泛的差异。传统的群体水平分析方法会平均化这种差异的细胞个性，导致微生物群体的宏观生理参数和微观特征之间的关联不能被有效描述和理解。对此，只有单细胞水平的测量技术测定一个微生物群体中具有统计意义数量的单个细胞，才能得到真实的生理参数分布模式。　　 流式细胞术集中了在单细胞水平高通量、多参数、高精确度和高灵敏度分析功能和高速细胞分选能力，被认为是目前可获得的最佳测量微生物异质性信息的工具。本论文采用新一代的高灵敏度和高分辨率流式细胞仪测量表达异源β-半乳糖苷酶-mRFP1融合蛋白质的大肠杆菌，首次发现10多种特征各异的细菌亚群。　　 本论文中流式细胞术同时检测前向散射光（反映细菌细胞大小）、90度侧向散射光（反映细菌细胞内部颗粒度）、融合蛋白质水平和β-半乳糖苷酶活性水平。重组大肠杆菌在双散射光图上分布为四个细胞亚群。这四个亚群依据酶活性不同和蛋白质表达水平可分别再分为一至四个次级亚群。这些亚群和次级亚群具有相对稳定性，随着OD值（菌液中细菌细胞密度）、基因表达诱导剂IPTG浓度、培养基pH值和培养温度的不同呈现各具个性的动态变化。各个次级亚群细胞相对于这四个不同生长条件的变化的响应明显不同（譬如对OD值变化和对湿度变化的响应截然不同）。这些相对不同生长条件表现出的亚群和次级亚群的个性，反映出这些细胞亚群和次级亚群形成的条件差异。通过研究发现，出现最佳酶活性的培养基pH值为5.6，而不是正常LB培养基的接近中性的pH值;有的细胞状态含有超出预期的极高的酶活性;细菌的光衍射物理性质与细胞中酶活性和融合蛋白质水平之间存在确定而复杂的关系。　　 细菌的这种多态性为筛选出具有个性表型特征的新菌株提供了可能依据。