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细菌的双组份信号系统能够感受外界环境变化,通过磷酸化信号的传递,调节体内相关基因的转录,从而对刺激作出应答以适应环境、得以生存。已明确枯草芽胞杆菌5个组氨酸激酶和主控应答转录因子Spo0A起始芽胞形成,但是是否还有双组份信号系统参与了芽胞形成的细胞过程仍然不清楚。在自然界分布广泛的蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus,Bc)和苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)两者同属于芽胞杆菌属,蜡样芽胞杆菌族。蜡样芽胞杆菌能够产生呕吐毒素和腹泻毒素引起人类或动物的食物中毒,属于条件性致病菌,其芽胞的强抗逆性是食品污染的主要来源;苏云金芽胞杆菌能够在芽胞形成的同时产生特异性致死效应的杀虫蛋白晶体(Insecticidal Crystal Proteins,ICPs),且安全、高效和对环境友好等特点成为世界上应用最为广泛的杀虫微生物。因此研究蜡样芽胞杆菌族的芽胞形成过程具有重要意义。Lyt S-Lyt R是一个典型的双组份信号系统,最先在金黄色葡萄球菌发现,Lyt S作为膜结合蛋白接受外界刺激,信号传递给Lyt R,从而激活下游基因lrg AB的转录。Lrg AB能够抑制胞质水解酶的活性,在细胞死亡和裂解过程中起着很重要的作用。在Bt和Bc中同样具有lyt SR-lrg AB的基因组织结构,并且在所有测序的Bc和Bt菌株中非常保守,序列同源性高达90%以上,因而其功能具有相似性。本研究主要开展了Bt中的Lyt SR在芽胞形成过程中的功能研究。本实验采用同源重组的方法构建了lyt SR基因的突变体HD△lyt SR和lrg AB基因的突变体HD△lrg AB,对这两个突变体的相关表型进行了分析。在LB培养基中同时培养测定其生长曲线,结果表明HD△lyt SR较野生型HD73相比,其生长无明显差别,芽胞形成率的测定表明HD△lyt SR较野生型相比有明显降低,细胞自溶性实验发现lyt SR基因缺失改变了菌体的自溶性,但HD△lrg AB与野生型相比没有明显变化。构建启动子Plrg AB与lac Z基因的融合载体,并将上述载体转入HD73菌株、lyt SR突变体中,通过测定β-半乳糖苷酶活性发现lrg AB的转录受Lyt SR的正调控。构建启动子Plyt SR与lac Z基因的融合载体,并将上述载体转入HD73菌株、sig E突变体中,通过测定β-半乳糖苷酶活性发现lyt SR的转录受Sig E控制。激光共聚焦显微镜观察发现lyt SR基因的缺失影响了芽胞的内吞过程。在枯草芽胞杆菌中,已有研究表明spo IID、spo IIM和spo IIP受Sig E的控制,并且spo IID、spo IIM、spo IIP的缺失以及sig E基因的单独缺失都会导致菌体在芽胞形成过程中双隔膜的出现。在苏云金芽胞杆菌中,lyt SR基因的缺失也会出现双隔膜,为了探究spo IID、spo IIM、spo IIP与lyt SR的转录调控关系,本研究中构建了上述三个基因的启动子和lac Z基因的融合载体,将融合载体转入HD73菌株、lyt SR突变体中,通过测定β-半乳糖苷酶活性发现spo IIP的转录受Lyt SR调控。此前,没有报道说明双组份信号系统参与芽胞形成的内吞过程,本研究的发现加深了对芽胞杆菌芽胞形成过程的认识。