c-di-GMP(cyclic diguanosine monophosphate,环二鸟苷酸)是细菌内常见的核酸类第二信使,其浓度受到含有GGDEF结构域的二鸟苷酸环化酶(DGC)和含有EAL或HD-GYP结构域的磷酸二酯酶(PDE)的调控。c-di-GMP可以与下游的靶标或受体结合,参与运动、毒力、胞外多糖产生等众多生理活动的调控。在已知的受体中,riboswitches最为特殊。Riboswitches位于mRNA5’UTR(非翻译区),包括适配体和表达平台两部分,存在于细菌、真菌和植物中。小分子物质如甘氨酸,鸟苷酸等与riboswitches上的适配体区域结合,诱导下游表达平台的构象发生改变,从而调控下游基因的表达。c-di-GMP riboswitches近几年才被发现,广泛存在于细菌中。目前的研究主要集中在c-di-GMP riboswitches的结构上,而riboswitches下游的基因则很少有报道。序列分析发现,苏云金芽胞杆菌BMB171的基因组中存在两个已知的c-di-GMP riboswitches和多个c-di-GMP信号基因。分析两个c-di-GMP riboswitches的二级结构,发现它们均采用终止-抗终止模式调节下游基因的转录。研究riboswitches的调控模式和下游基因的功能有助于阐明c-di-GMP riboswitches的作用。本研究采用序列截短、riboswitches缺失与转录融合结合的方法构建了 c-di-GMP riboswitches的5’区的转录融合载体,并将这些载体电转化到苏云金芽胞杆菌BMB171中。通过实时检测β-半乳糖苷酶的活性,比较插入区段的转录活性,从而确定最小转录调控区的位置和riboswitches的作用。同时,采用I-SceI介导的基因敲除方法分别构建了两个c-di-GMP rbioswitchws下游基因C0363和C0936敲除突变体BMB171 △C0363和BMB171 △C0936。随后观察了各突变体生物膜形成,菌体形态,芽胞形成和伴胞晶体形成。另外,研究了基因C0363敲除突变体的趋化性和基因C0936编码的胶原粘附蛋白与胶原的结合能力。实验结果表明,基因C0363的最小调控区位于起始密码子前561 bp,而基因C0936的转录调控区转录活性太弱,尚未确定最小转录区。两个基因的启动子均具有较高的转录活性,但加上核酸开关后,转录活性急剧下降,因此核酸开关倾向于抑制转录过程。核酸开关的二级结构分析显示基因C0363受到上游riboswitch的负调控,基因C0936则受到上游riboswitch的正调控。BMB171△C0363和BMB171△ C0936生长正常,能形成芽胞,并且基因缺失并未影响伴胞晶体的形成,但是生物膜形成能力显著下降。初步试验结果表明基因C0363对脯氨酸的趋化能力丧失,C0936编码的胶原粘附蛋白能与胶原结合。本研究证明了 c-di-GMP可以通过riboswitches调控下游基因的表达。基因C0363和C0936均影响生物膜的形成。由于生物膜形成是细菌毒力的重要指标,所以本研究为提高苏云金芽胞杆菌杀虫活性提供了新的线索。