多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)SC2为实验室从辣椒根际土壤筛选出的一株植物根际促生细菌(plant-growth-promoting rhizobacteria,PGPR)。该菌生理特性多样,既能够产生细胞生长素、细胞分裂素等多种促生代谢物,又能分泌杀镰孢菌素(fusaricidins)和多粘菌素(polymyxin)等多种应用价值较高的抗生素,是一株抗菌谱广、促生效果明显、作物抗病性好的根际促生菌。但实验室条件下P.polymyxa SC2菌株不稳定,极易突变,本实验以性状较稳定的突变株P.polymyxa SC2-M1为实验菌株。通过对P.polymyxa SC2全基因组及蛋白质组学分析预测YogA(醇脱氢酶)蛋白与FusE(醛脱氢酶)蛋白存在相互作用关系,预测YogA可能与FusE共同参与相关代谢途径。为进一步明确YogA功能,本研究对yogA基因进行比对分析,构建了yogA基因敲除菌株并结合组学数据进行分析,探讨yogA基因的功能。实验通过同源重组方法对P.polymyxa SC2-M1中yogA基因进行敲除,以强启动子质粒对yogA基因进行超表达。对敲除菌株及超表达菌株进行生长能力测定表明yogA基因调控细菌生长代谢,敲除后生长速度显著提高,超表达后生长变缓慢。敲除菌株抑菌实验表明,yogA基因敲除后拮抗真菌能力几乎无变化,拮抗细菌能力变弱。通过酵母双杂交技术对YogA蛋白与FusE蛋白相互作用关系验证表明二者存在蛋白互作关系,但相互作用较弱。yogA基因敲除菌株进行转录组测序分析,共有1096个基因表达上调,671个基因表达下调。通过对差异基因参与的代谢途径进行分析,发现其主要作为催化活性酶、转运蛋白、结合分子、转录调节、细胞组分等参与了糖酵解/糖异生、氨基酸的合成代谢、淀粉和糖代谢、细菌趋化、抗生素的生物合成、不同环境中的微生物代谢、脂肪酸合成降解、碳代谢等途径的代谢。与出发菌株相比,yogA基因敲除菌株代谢组分析结果中,正负离子模式下差异代谢物为1099个,其中鉴定到的化合物为273个。对鉴定到的差异代谢物参与的代谢途径进行富集,其主要参与各类代谢、氨基酸合成及代谢、细菌趋化、次生代谢物的生物合成、抗生素的生物合成、跨膜运输等代谢通路,其与转录差异基因参与代谢途径存在较多吻合,从而通过转录组及代谢组学证明yogA基因及表达产物YogA参与了预测的相关代谢,并具有与AdhA相似的功能,二者可以初步认定为同工酶。本实验对P.polymyxa SC2-M1中yogA基因功能的研究,有利于P.polymyxa SC2-M1中醇脱氢酶功能及种类的完善,以及为该菌株的基础代谢和菌株应用等研究奠定基础。