苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）是一种广泛存在于自然界的革兰氏阳性菌,能够产生多种毒素以及致病因子,目前对Bt毒杀宿主的研究主要集中在主效毒素因子即杀虫晶体蛋白（Insecticidal Crystal Proteins,Cry）。有研究表明单独的Cry蛋白的杀虫活性低于Bt菌体和Cry蛋白的协同作用,因而Bt菌体在Bt毒杀宿主过程中的作用不可忽视。前期利用对昆虫高毒力的Bt菌株YBT-1520侵染家蚕,通过RNAseq测序获得侵染各个侵染阶段中Bt的转录组数据,从中发现一对Ⅱ型毒素抗毒素系统（TA系统）mazE/mazF迅速被激活,显示mazE/mazF可能参与了Bt与家蚕的互作。而目前对于mazE/mazF的研究主要集中在压力条件下如何被激活以及怎样帮助菌体度过不利环境;在病原菌和宿主互作方面仅发现mazE/mazF能够影响沙门氏杆菌等人类病原菌侵染小鼠的细胞和组织。而mazE/mazF如何调控病原菌适应宿主环境、完成定植并调控毒力方面的调控机理尚不清楚。本课题将研究Bt的mazE/mazF在Bt感染宿主过程中的作用和机制。1.Ⅱ型TA系统mazE/mazF在Bt侵染秀丽隐杆线虫时被激活本研究发现mazE/mazF在Bt侵染秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）初期的转录水平迅速提高至少4倍,随着侵染时期的推进mazE/mazF的转录保持高水平,表明其表达被激活并参与了Bt与线虫的互作。2.Ⅱ型TA系统mazE/mazF能够增强Bt在线虫体内的定植能力和毒力构建了Bt无晶体突变株BMB171的mazE/mazF缺失突变株和回复突变株,通过其与Cry蛋白复配使用对秀丽隐杆线虫以及家蚕生物活性测定,发现缺失突变株相对于野生型对秀丽隐杆线虫和家蚕的毒性分别下降80%和50%,而且突变株在线虫体内定植能力相对于野生型和回复突变株下降了80%,说明Ⅱ性TA系统mazE/mazF的缺失影响了Bt在秀丽隐杆线虫体内的定植能力,同时影响Bt对宿主毒力。3.Ⅱ型TA系统mazE/mazF能够促进芽胞皮层水解酶基因转录,提高Bt芽胞萌发率mazE/mazF的缺失降低Bt芽胞萌发率。本研究将野生型、突变株和回复突变株的芽胞与杀线虫晶体蛋白Cry5Ba复配作用秀丽隐杆线虫,测定Bt芽胞在线虫完成萌发到形成细菌袋的时间,发现突变株芽胞完成萌发以及杀死线虫到形成细菌带的时间延长9h,而且在体外条件和模拟体内萌发条件下突变株芽胞萌发能力相对于野生型和回复突变株菌下降约20%和10%。mazE/mazF的缺失导致芽胞萌发相关的芽胞皮层水解酶基因的转录水平下降,且该基因的缺失会导致芽胞萌发率下降。为了进一步研究mazE/mazF调控芽胞萌发的机制,通过q RT-PCR检测了与芽胞萌发相关的基因,例如芽胞萌发受体基因（BMB171＿20920,BMB171＿23575,BMB171＿23910）,芽胞皮层水解酶基因（BMB171＿RS13555）等在野生型和突变株侵染线虫过程中的转录水平,发现芽胞皮层水解酶（BMB171＿RS13555）在突变株侵染线虫过程的转录水平下降。接着在BMB171中构建芽胞皮层溶解酶的缺失突变体,发现突变体芽胞在体外萌发和模拟体内萌发条件下萌发率相对于野生型下降约40%。Ⅱ型TA系统mazE/mazF发挥调控靶标功能的是MazF蛋白,MazF的化学本质是核酸内切酶,对下游直接作用靶标起到负调控作用。若mazE/mazF对芽胞萌发相关蛋白是直接调控作用,那么当mazE/mazF缺失后,理应促进芽胞萌发,而不是抑制芽胞萌发。推测MazF通过抑制负调控因子,促进芽胞皮层水解酶的转录,从而提高芽胞的萌发率。4.MazF作用的靶标分析生物信息学分析显示,BMB171的MazF（MazF-bmb171）与枯草芽胞杆菌中MazF（MazF-bs）有同源性。因此以MazF-bs的切割位点-UACAU-为预测依据,预测了MazF-bmb171的靶标并根据功能进行分类,主要涉及芽胞萌发相关基因,免疫逃逸,转录调控因子类,生长必需基因。在转录调控因子靶标中,Mur/Rpi R家族转录调控因子能够抑制N-乙酰胞壁酸的降解从而抑制芽胞水解酶的表达。因此MazF可能通过调控Mur/Rpi R家族转录调控因子影响芽胞萌发。结合以上数据和结果,可大致描绘Bt的Ⅱ型TA系统mazE/mazF在感染宿主中的作用方式,当Bt进入宿主体内后MazF抑制Mur/Rpi R家族转录调控因子,进而激活芽胞皮层水解酶,促进芽胞萌发,使Bt由休眠状态进入营养生长时期,促进Bt在宿主体内的定植,完成对宿主的侵染。通过对mazE/mazF在病原菌侵染宿主时的功能和调控机制的研究能更深入的了解Ⅱ型TA系统调控病原菌侵染宿主的机制,有助于防治病原菌引发的疾病。