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芽胞杆菌是农业生产中一类重要的根际促生菌(Plant Growth-Promoting Rhizobacteria, PGPR),可定殖于植物根部发挥生防功能,但其具体生防机理尚未清晰。已有研究证明很多芽胞杆菌“应答”外界环境信号形成生物膜,稳定定殖于植物根部。研究芽胞杆菌生物膜形成机制及调控途径,不仅有利于揭示其定殖及生防机理,而且为生物农药的研发提供理论指导,推动芽胞杆菌的产业化发展。本研究以两株生防菌蜡样芽胞杆菌905 (Bacillus cereus 905)和枯草芽胞杆菌NCIB 3610 (B. subtilis NCIB 3610)为研究对象,借助分子生物学技术,结合全基因组序列,系统研究了生物膜形成机制。本研究首次报道了蜡样芽胞杆菌在不同的培养基中利用不同的机制形成两种不同形式的生物膜；外界环境信号影响枯草芽胞杆菌中酪氨酸激酶／酪氨酸激酶调节器(EpsB/EpsA和PtkA/TkmA)之间的“交互应答”,在翻译后水平上调控EPS的表达,进而调控生物膜的形成。主要研究结果如下：(1)本研究通过对培养基的筛选和优化,证明了B. cereus 905可以在MSgg培养基空气-液体交界面形成薄皮型生物膜(pellicles),在TSBG培养基底部形成潜底型生物膜(submerged biofilms)。通过与枯草芽胞杆菌中生物膜基因进行核苷酸和氨基酸序列比对,鉴定了B. cereus 905基因组中含有生物膜基因的同源序列。通过B. cereus 905相关基因缺失突变体的构建,生物膜表型检测发现了：spo0A、sinI、sipW和calY基因参与薄皮型生物膜的形成,推测B. cereus905在MSgg培养基中形成薄皮型生物膜的机制可能和B. subtilis的相似；但是这些基因均不参与潜底型生物膜的形成,而弱酸性环境(pH≤6.5)是其形成的必需条件,推测B. cereus 905在TSBG培养基底部形成潜底型生物膜的机制可能和金黄色酿脓葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的相似。此外,我们还鉴定了B. cereus 905生物膜基质主要包含蛋白质和胞外DNA。蜡样芽胞杆菌在生物膜形成过程中并不诱导eps的表达,表明生物膜的形成不需要胞外多糖的参与.(2)已有研究证明酪氨酸激酶参与枯草芽胞杆菌生物膜的形成。B. subtilis NCIB 3610基因组中包含两组酪氨酸激酶／酪氨酸激酶调节器：EpsB/EpsA和PtkA/TkmA。本研究表明它们之间可以“交互应答”：TkmA不仅可以激活同源的PtkA,还可以激活非同源的EpsB。通过对缺失突变体表型检测证明了,在LBGM培养基中,tkmA缺失突变体(△tkmA)不能形成生物膜；然而在MSgg培养基中,△tkmA尽管造成了生物膜形态的改变,却不能抑制生物膜的形成,这表明了TkmA对于生物膜形成的重要性是营养依赖性的。在△tkmA中诱导EpsAB过量表达可以回补生物膜的形成,由此推测TkmA是通过调控EpsB影响生物膜的形成。基于AtkmA-ugd抑制突变子序列分析,通过测定lacZ报告菌株的活性证明SpoOA和DegU共同调控tkmA-ugd和epsA-O操纵子：在LBGM培养基中高活性的SpoOA和DegU促进TkmA的表达量升高,TkmA对于生物膜的形成发挥重要作用；在MSgg培养基中低活性的SpoOA和DegU促进EpsA的表达量升高,EpsA对于生物膜的形成表现出更为重要的作用。