发光细菌能通过自身lux基因簇编码荧光素酶而产生独特的光信号。本研究选择青海弧菌和发光光杆状菌作为出发菌株,旨在比较来自不同生长背景的发光细菌中lux基因的表达特性。青海弧菌(Vibrio qinghaiensis Q67)生长于不依赖Na+的淡水环境,发光光杆状菌(Photorhabdus luminescens)则是寄生于昆虫病原线虫肠道内的一种陆生发光细菌。本文以E.coli Top10作为宿主菌,构建了pHSG396-P.luxCDABE(携带青海弧菌lux片段)和pHSG396-Q.luxCDABE(携带发光光杆状菌lux片段)两种重组质粒作为载体。通过蓝白斑筛选和酶切电泳验证,筛选出成功转入外源基因的发光重组菌,其中含有发光光杆状菌lux基因的重组菌简称为P菌,含有青海弧菌lux基因的重组菌称为Q菌。通过在相同条件下培养,测定不同生长时期两种菌的发光强度。结果显示,P菌和Q菌生长规律相似,0-3 h为生长缓慢的调整期,4-10 h为对数增长期,11 h菌体进入稳定期。两种菌在培养前期发光都很微弱,随着时间的延长光强逐渐升高。P菌在生长阶段的最大发光强度为5894,光强在菌体培养12 h的稳定期初期时达到峰值;而Q菌能达到的最大光强为1848,菌体培养了10 h达到对数生长后期。稳定期之后,各菌光强均下降。比较不同环境因素(IPTG浓度、pH、Cml浓度、癸醛浓度、盐度、温度)下,两种重组菌的发光强度。结果发现:IPTG的对两种菌的发光最佳诱导浓度均为0.1 mg/mL,高浓度抑制发光。pH偏酸性环境利于lux基因表达,P菌在pH 7的中性环境下光强最大,Q菌在pH 6的弱酸性环境下光强最大。P菌在不加抗生素Cml时光强最大,而Q菌在25μg/mL时光强最大。底物癸醛添加量变化时,P菌和Q菌光强最大时,癸醛浓度分别为0.1μL/mL和1.0μL/mL。NaCl显著抑制Q菌发光,而5 mg/mL的NaCl浓度显著刺激P菌发光。温度为37℃时,两种菌的光强均最大,P菌和Q菌的发光最高耐受温度分别为40℃和43℃。在室温下放置时,P菌发光稳定性更强,发光维持时间比Q菌更长。比较两种菌对四种抗生素(硫酸链霉素、青霉素G、庆大霉素、土霉素)的敏感性,分别以水和牛奶为分散介质,15 min时达到急性反应时间。结果显示,在水溶液中,P菌对庆大霉素和土霉素呈明显拮抗作用,可以用于检测,但是对硫酸链霉素和青霉素G不敏感;Q菌对硫酸链霉素、庆大霉素和土霉素都呈明显拮抗作用,可以应用于检测,而对青霉素G不敏感。在牛奶中,P菌发光对硫酸链霉素和土霉素呈明显负相关性,可以用于检测,而对青霉素G和庆大霉素不敏感;Q菌对青霉素G和庆大霉素呈负相关性,可用于检测,但是对硫酸链霉素和土霉素不敏感。具体结果如下:在水中,1-1000mg/L的硫酸链霉素,对P菌没有显著影响(p<0.05),10000 mg/L的浓度明显抑制P菌发光;1-10000 mg/L浓度均抑制Q菌发光。0.1和1 mg/L的低浓度青霉素G,显著抑制P菌发光,100 mg/L以上浓度显著刺激P菌发光;0.1-10000 mg/L均刺激Q菌发光。0.1-10000 mg/L的庆大霉素均抑制P菌和Q菌发光,0.1 mg/L和1000 mg/L分别对P菌和Q菌抑制作用最强。0.1 mg/L的土霉素显著刺激P菌发,1-10000 mg/L浓度样品组显著抑制P菌发光;0.1-10000 mg/L均抑制Q菌发光。在牛奶中,各抗生素浓度从0.1-1.0mg/mL发生变化。对于硫酸链霉素,浓度与P菌光强呈线性负相关(R2=0.804);Q菌的发光受抑制,但光强与浓度没有相关性。对于青霉素G,0.3 mg/mL显著刺激P菌发光,其他浓度显著抑制发光(p<0.05),1.0 mg/mL抑制性最强;各浓度均抑制Q菌发光,0.5 mg/mL抑制性最强。对于庆大霉素,各浓度均抑制P菌发光,除了0.3 mg/mL抑制性较小,其他浓度的抑制性无显著差异(p<0.05);0.1 mg/mL样品组刺激Q菌发光,其他浓度与Q菌光强呈线性负相关(R2=0.9807)。对于土霉素,各浓度均抑制P菌发光,光强随浓度增大剧烈下降;0.1-0.9 mg/mL均显著刺激Q菌发光,0.3 mg/mL刺激作用最强。