产酶溶杆菌(Lysobacter enzymogenes)属于黄单胞科(Xanthomonadaceae)、溶杆菌属(Lysobacter),是一种重要的革兰氏阴性生防细菌。该菌能产生多种胞外酶和小分子抗菌天然产物,对植物病原真菌及卵菌具有广谱的抗菌活性。本实验室以具有自主知识产权的产酶溶杆菌菌株OH11为对象,从中分离鉴定了一种结构和作用方式新颖,具有广谱抗真菌卵菌活性的次生代谢产物HSAF(Heat StableAntifugnal Factor)。除HSAF外,菌株OH11还能利用ⅣV菌毛(T4P)介导的蹭行运动(twitching motility,TM)在真菌菌丝上实现粘附、定殖和侵染。尽管本实验室已阐明了产酶溶杆菌体内HSAF的生物合成途径并鉴定了 TM形成的关键基因,但该菌是如何调控HSAF合成和TM形成的分子机制仍不清楚。Sigma(σ)因子是细菌等原核生物RNA聚合酶上的一个亚基,可以协助RNA聚合酶与模板链上的启动子专一性的识别并结合,极大地提高聚合酶对DNA启动子区的结合力,从而激活或抑制基因的起始转录。本论文以菌株OH11为对象,旨在研究sigma因子对HSAF合成与TM形成的贡献。通过生物信息学分析,从OH11的全基因组中鉴定了 28个sigma因子,其中27含有σ70结构域(RpoD),1个含有σ54结构域(RpoN)。利用基因同源重组技术,本文构建了这27个sigma因子编码基因的缺失突变株。通过HSAF的定量测定,我们发现这27个突变株在HSAF的产量方面与野生型菌株相比均没有形成显著性差异。而后,在TM的检测试验中,我们发现RpoN参与调控了T4P介导的TM。缺失rpoN后,菌株OH11无法在菌落边缘形成运动细胞(这是T4P介导的TM的一种指示表型)。电镜观察显示,野生型OH11的细胞表面形成了多根T4P,但rpoN突变株则完全丧失这一能力。同时,在同样的检测条件下,其他27个突变株在其菌落边缘均能形成清晰可见的运动细胞,表明在产酶溶杆菌中除RpoN外,其他27个sigma因子不参与调控T4P介导的TM。rpoN的互补菌株恢复了形成TM以及T4P的能力,进一步从遗传学上确认RpoN参与调控T4P介导的TM。并且我们发现RpoN在产酶溶杆菌C3菌株(一株来自美国的分离物)中也参与调控TM的形成,与OH11相似,在C3菌株中突变rpoN后,菌落边缘将无法形成运动细胞,揭示RpoN调控TM的形成可能是不同产酶溶杆菌菌株所采用的一种保守机制。PilA是已鉴定的T4P形成的主要结构蛋白,其缺失后OH11完全丧失T4P以及其介导的TM。我们猜测RpoN是通过PilA来调控TM的。实时荧光定量PCR测定结果表明,在rpoN突变体中,pilA几乎完全丧失转录,揭示RpoN可能是通过调控pilA的转录来控制TM的。与此结果相吻合,在rpoN突变体中过表达pilA后,该突变株能形成TM。进一步的细菌单杂交和EMSA(凝胶阻滞电泳)结果表明,RpoN在体外不能直接结合在pilA的启动子区,揭示RpoN可能是通过一种间接的机制来调控pilA的转录。