柱状黄杆菌（Flavobacterium columnare）是鱼类柱形病的病原菌，该菌感染宿主范围广泛，能够引起养殖和野生淡水鱼类的感染，给水产养殖业带来巨大的经济损失。柱状黄杆菌是一种革兰氏阴性细长杆菌，具有三种基因组型，不同基因组型的菌株具有一定的相似性，但毒力差异明显。柱状黄杆菌硫酸软骨素酶被认为是可能的毒力因子，其粘附力、不同菌落形态的菌株、生物膜形成的因子、铁离子摄取因子等也可能与毒力相关。虽然柱状黄杆菌的遗传操作系统已经得到了初步的完善，但该菌的致病机理并未被充分阐释。几丁质酶是可以降解几丁质生成N-乙酰葡糖酰胺反应的酶类，广泛存在于植物、微生物以及鱼体和一些低等动物中，几丁质酶作为某些真菌或细菌的毒力因子对寄生宿主具有致病作用。本论文围绕着柱状黄杆菌G4株的两个几丁质酶基因展开研究，通过构建几丁质酶基因的缺失突变株并对突变株的转录组测序，研究几丁质酶在柱状黄杆菌的生长、感染以及致病力方面的作用。获得的主要研究结果如下:　　第一，柱状黄杆菌G4菌株不能利用几丁质。本研究利用自杀性穿梭质粒pMS75构建了几丁质酶基因chiA、chiB的单突变株ΔchiA、ΔchiB及双突变株ΔchiAΔchiB。野生株和突变株分别在几丁质平板上生长，结果发现无论是野生株还是突变株都不能形成降解圈，说明柱状黄杆菌G4菌株不能利用几丁质。本研究是几丁质酶在柱状黄杆菌中首次报道，且本研究中所用的菌株G4无法降解几丁质，说明几丁质酶在柱状黄杆菌G4菌株中并没有几丁质降解功能，几丁质酶在G4中的其他功能有待于进一步研究。　　第二，几丁质酶基因的缺失引起柱状黄杆菌菌落形态的分化。几丁质酶基因的突变株在连续传代的过程中出现两种不同的菌落形态，即有假根和无假根。体视显微镜下观察不同形态的单菌落，发现有假根的突变株菌落形态与野生型G4相同，而无假根的突变株的菌落形态与野生型差异很大，将无假根的突变株依次命名为NΔchiA、NΔchiB和NΔchiAΔchiB，其中NΔchiB和NΔchiAΔchiB的生长速度减慢，NΔchiB对脱脂奶粉的降解能力增强。　　第三，柱状黄杆菌的毒力与菌落形态有关。通过浸泡感染斑马鱼，比较了不同的突变株和野生株对斑马鱼感染能力的差异，结果显示有假根的突变株在斑马鱼感染半数致死剂量及存活曲线上与野生株差别不大，而无假根的突变株的半数致死剂量增高，对斑马鱼致死率下降，该结果进一步证实了柱状黄杆菌的毒力与菌落形态的相关性。　　第四，不同菌落形态的突变株之间存在大量差异表达基因。为探明有假根和无假根的突变株之间底物降解和毒力差异的分子机制，对两种菌落形态的突变株进行了转录组测序。通过比较两种菌落形态的突变株的转录组数据，得到许多在无假根的突变株中上调或下调表达的基因，其中39个基因在三株无假根的突变株中均有不同程度的表达变化，除此之外，还有一些基因仅在一种或者两种无假根的突变株中有显著性差异表达。差异表达基因的注释结果初步确定了一系列可能与毒力相关的基因，如噬菌体尾蛋白、rhs家族Vgr蛋白、TonB依赖性外膜受体前体、细胞溶素和金属蛋白酶等。由于差异表达基因中很多都是假定蛋白，因此，有必要从假定蛋白中鉴定与细菌菌落形态相关的基因。