多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是分子中含有两个以上苯环的碳氢化合物,四环到六环的PAHs具有致癌、致畸、致突变性,化学结构稳定,能长期存在于自然环境,给人类健康和生态环境带来很大的危害。尽管关于PAHs降解生化途径的研究已较为广泛,但对降解途径的调控机制仍知之甚少。群体感应(quorum sensing,QS)是一种细胞间通信过程,能够使细菌共同改变行为。有研究表明,QS参与调控PAHs的利用。Croceicoccus naphthovorans PQ-2隶属于鞘氨醇目(Sphingomonadales)、赤杆菌科,它能够产生QS信号分子,对PAHs有良好的降解能力。迄今为止,尚不清楚菌株PQ-2中QS对PAHs降解利用的影响作用。本文主要利用生物信息学分析和遗传学手段探究了菌株PQ-2的Lux I-Lux R型QS系统及其对PAHs降解利用的调控作用。通过对PQ-2进行全基因组分析,我们发现其含有酰基化高丝氨酸内酯(AHLs)介导的QS系统;利用基因敲除技术成功构建Δlux I和Δlux R,并通过平行划线和基因转录水平检测证明该QS系统由AHL合成酶Lux I和自诱导物响应调节子Lux R组成。预测了菌株PQ-2的大质粒P1上PAHs降解基因簇,并通过GC-MS检测菲代谢中间产物,从而确定了菌株PQ-2通过水杨酸途径降解菲,产生的邻苯二酚在邻苯二酚2,3双加氧酶的催化下进行间位裂解,最终产物进入TCA循环。通过构建大质粒P1的缺失株,验证了大质粒对菌株PQ-2降解PAHs的作用。进一步实验发现QS系统缺失突变导致了菌株PQ-2对PAHs利用能力的显著降低,此表型在QS相关基因回补后得到回复,证明菌株PQ-2中QS系统对PAHs降解利用有调控作用。接着通过测定相关基因表达水平和生理生化表征,发现QS系统通过两种机制调节PAHs的降解:一是QS系统可以调控芳香族化合物降解调节子编码基因ard R的表达,从而调控大质粒P1上多个PAHs降解基因的表达;二是QS系统会影响细胞表面的疏水性,从而影响细胞对PAHs的附着,由此控制PAHs降解速率。本研究增进了我们对QS系统影响PAHs降解机制的理解,从而促进PAHs生物修复新策略的发展。