细菌与环境捕食者共同进化的过程中,形成了复杂的防御机制。在细菌对抗线虫的研究中发现,生物膜通常被认为是细菌的一种防御手段,而生物膜主要由细胞内c-di-GMP的水平进行调节。本研究以一株对模式线虫秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）具有全细胞杀虫活性的丁香假单胞菌（Pseudomonas syringae）野生菌株MB03作为实验对象,调查胞内第二信使c-di-GMP对生物膜形成的调控和生物膜对秀丽隐杆线虫的致病性。通过研究发现,当用MB03细胞去喂养线虫时,线虫会刺激细菌胞内c-di-GMP水平增加导致生物膜在线虫周围逐渐积累,并增加了线虫的致死率。通过分别在丁香假单胞菌MB03中导入一种鸟苷酸环化酶（可以合成c-di-GMP）编码基因VT4720995和一种磷酸二酯酶（可以水解c-di-GMP）编码基因VT4705410,成功构建可分别超表达鸟苷酸环化酶的重组菌株MB783和超表达磷酸二酯酶的重组菌株MB784。对野生株MB03及超表达菌株MB783和MB784胞内c-di-GMP水平、生物膜的定量及定性分析发现,重组菌株MB783和MB784胞内c-di-GMP水平相较于野生菌株分别发生了升高和降低,而其生物膜的形成则与c-di-GMP水平呈现正相关,即随c-di-GMP水平升高而升高、随c-di-GMP水平降低而降低;对各菌株对秀丽隐杆线虫杀虫活性的生物学测定结果表明,MB783对秀丽隐杆线虫的致死率高于野生菌株MB03,而MB784对秀丽隐杆线虫的致死率低于野生菌株MB03。此外,使用来自铜绿假单胞菌（Pseudomonasaeruginosa）PAO1的为参照序列对MB03全基因组搜索发现,共存在20个AAA+域蛋白。通过同源建模和分子对接发现,FleQ03与c-di-GMP的结合活性最高。与野生株MB03相比,敲除株ΔfleQ03的胞内c-di-GMP水平增加,生物膜产量减少的同时,其杀虫活性显著降低。体外结合实验表明,FleQ03仅与fleQ03自身和其它几个侧翼基因结合。因此,推测c-di-GMP结合FleQ03增强细菌生物膜和生物膜依赖的致病性来响应秀丽隐杆线虫的捕食。某些细菌在外界营养匮乏的情况下能够利用环境中的Mn2+,为自身提供生命所需的能量。在实验室先前分离的一株高锰氧化活性的假单胞菌属（Pseudomonas putida）T34的突变文库中发现,细胞内调节c-di-GMP水平的酶类对细菌锰氧化活性存在影响。为了调查细胞内c-di-GMP与细菌锰氧化之间的关系,本研究利用之前研究丁香假单胞菌MB03中的鸟苷酸环化酶编码基因VT4720995,构建超表达菌株T35,经测定其胞内c-di-GMP水平、生物膜量和锰氧化活性发现,当胞内c-di-GMP水平升高时,生物膜会增加,锰氧化活性也会提高。故在T34锰氧化活性改变的突变文库中选取了编号为T3400070的磷酸二酯酶进行后续研究。以T3400070为目的基因,构建了超表达菌株T36以及敲除株T37。通过对菌株T34、T36和T37在24h胞内相对荧光水平和生物膜量测定分析发现,T36胞内c-di-GMP水平及生物膜量较T34显著降低,而T37胞内c-di-GMP水平和生物膜量较T34显著地提高。由此可知,该菌生物膜的形成会随着胞内c-di-GMP水平的升高而升高。之后对菌株T34、T36和T37的锰氧化活性测定发现,T36的锰氧化活性明显低于T34,T37的锰氧化活性较T34提高了 20%左右。经过对菌株T34、T36和T37在倒置荧光显微镜下的观察发现细菌聚集的越多,形成的锰氧化物越多。分析可得在此菌株中,细菌可能通过胞内的c-di-GMP变化调控生物膜形成从而影响其锰氧化活性。后将T37生物锰氧化物用于染料去除发现,其对酸性绿25的去除效率高达92%,并通过高效液相色谱（HPLC）实验表明T37生物锰氧化物将酸性绿25变成了另外的物质。此外,T37菌株本身也对酸性绿25的去除发挥了作用。