黑色素在生物界普遍存在,具有光子屏蔽、化学保护等作用,特别是它对紫外线和辐射具有抵抗性。苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)作为广泛应用的生物杀虫剂其形成的具有杀虫活性的伴胞晶体易受到阳光中紫外线的破坏而影响杀虫效果。苏云金芽胞杆菌绝大部分菌株通过特定条件如高温诱导,便可获得产黑色素表型。解析黑色素的遗传机制将为构建具抗紫外线能力的Bt工程菌提供理论基础。苏云金芽胞杆菌无晶体突变株BMB171是一个被广泛利用的遗传操作受体,具有较高的转化和表达性能。本室通过高温诱导传代培养,得到BMB171的产黑色素突变株BMB181,其无需诱导便可在LB培养基、ICPM培养基和发酵培养基中产生黑色素。经检测BMB181保持了BMB171良好的转化特性和表达性能。生测结果表明BMB181所产黑色素具有保护晶体蛋白免受紫外线破坏作用,同时对晶体蛋白的活性影响小。以上结果说明,BMB181是构建具有紫外抗性生物杀虫制剂的良好宿主菌。借助生物信息学的分析,我们对苏云金芽胞杆菌中与黑色素合成相关的基因进行了研究。实验证实,尿黑酸双加氧酶基因(hmgA)的突变是BMB181无需诱导产生黑色素的原因,这种黑色素称之为脓褐素(pyomelanin)。这说明可以通过失活苏云金芽胞杆菌的尿黑酸双加氧酶(HmgA)达到产黑色素的目的。