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联苯／多氯联苯广泛应用于工商业领域,并以其显著的致癌、致畸、致突变等生理毒性成为备受关注的环境污染物之一。研究微生物对联苯／多氯联苯的降解行为具有显著的理论价值和现实意义。本课题组前期工作获得的菌株Dyella ginsengisoli LA-4是一株新型的联苯／多氯联苯降解菌株,在联苯／多氯联苯土壤污染修复领域具有潜在的应用价值。为了深入了解菌株LA-4代谢联苯的机制,进而充分发掘其降解潜力、提高应用效能,本文针对联苯代谢功能基因bph基因簇的调控表达机制及下游代谢途径进行了研究,进而从分子水平方面阐明了其相关代谢、调控机制。生物信息学分析表明,联苯代谢基因簇bphLA-4中,介于bphX0与bphX1之间存在着一个启动序列AGATTGAACTGCGGCGTGACTCCGTCGGAGAAATTGTCCCTTG GGACGCA。而在典型联苯降解菌株B. xenovorans LB400和P. pseudoalcaligenes KF707联苯降解基因簇中的相同位置没有发现启动序列。这表明菌株LA-4的联苯代谢基因簇的组织结构与模式菌株存在着显著差异。尽管该启动序列未能成功的异源表达,但是RT-PCR实验结果验证了该启动序列的存在。以其为分界点,bphLA-4的转录分为两条操纵子：上游操纵子bphA1A2orf1A3A4BCX0和下游操纵子bphX1orf2X2X3D。进一步的实验分析表明在联苯、苯甲酸以及邻苯二酚等芳香化合物的诱导下,bphA1A2orf1A3A4BCX0与bphX1orf2X2X3D均能成功表达。而在仅有甘油存在的条件下,bphLA-4中的基因均不表达。这显示外界碳源对菌株LA-4降解联苯的能力具有关键性的意义。GC-MS分析结果表明,菌株LA-4代谢联苯的过程中会有邻苯二酚间位开环产物2-hydroxyhexa-2,4-dienedioic的出现。综合分析bphLA-4中各基因的功能及前期实验结果,推测菌株LA-4代谢联苯的途径为：由联苯／多氯联苯转化形成的苯甲酸经邻苯二酚间位开环途径生成2-hydroxy-6-oxohexa-2,4-dienoate,然后在MfphA的作用下水解为2-hydroxypenta-2,4-dienoate,与苯甲酸同时形成的2-hydroxypenta-2,4-dienoate一同经BphX1X2X3的进一步代谢进入三羧酸循环(TCA cycle)。这是一条非常罕见的联苯代谢下游途径,与B. xenovorans LB400、Rhodococcus jostii RHA1、Acidovorax sp. KKS102等模式菌株的下游代谢途径全不相同,仅在菌株Pseudomonas cepacia P166中有报道。所以本论文提供了这一类型代谢途径的相关基因信息,为深入了解联苯／多氯联苯微生物代谢的途径的多样性提供了参考。