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苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)是一种革兰氏阳性细菌,在产芽胞的同时也会在细胞内产生对多种昆虫具有特异性毒杀作用的晶体化蛋白。大部分的晶体蛋白产生都依赖于芽胞发育,因此研究芽胞发育过程的分子机制具有重要意义。而在整个芽胞形成过程中,决定芽胞形成的起始阶段则更为重要,目前在枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis,简称Bs)中已经解析SigmaH及其调节子在此过程中发挥重要作用,但Bt中的SigmaH的功能是否与Bs一致,且其与芽胞形成相关的调节子是否相同仍不清楚。本研究主要明确σ~H因子的调节子,并研究与Bs相比的差异调节子,为解析Bt芽胞形成起始阶段的调控网络奠定基础。Bs中已报道的SigmaH调节子包括54个转录单元共88个基因,主要涉及细胞代谢及物质运输、细胞信号转导、细胞分裂、芽胞形成、转录调控等功能。本研究结合转录组数据和生物信息学分析确定Bt中SigmaH调节子包含278个转录单元共374个基因。比较分析发现,Bt中SigmaH调节子的功能分类与Bs中无明显差异,但每个分类下的调节子差异明显,仅芽胞形成类的调节子较为保守。利用转录活性分析和凝胶阻滞实验已验证Bt中spo0A、spoVG、spoVS1和spoVS2等芽胞形成基因也受SigmaH控制。对Bt中12个芽胞形成类的调节子与Bs中的调节子进行差异分析发现,spoVS1和spoVS2是与Bs中存在差异的基因,且二者均与Bs中的spoVS基因同源,为明确三者在芽胞形成方面的作用是否存在差异,在Bt中对这两个基因的功能进行探究。转录活性分析发现,spoVS1和spoVS2基因在前芽胞内吞完成之前的表达模式较为相近,但spoVS2基因的转录活性低于spoVS1基因的转录活性。spoVS1基因的缺失会导致不对称隔膜形成延迟,产生双不对称隔膜现象,阻碍芽胞成熟及释放,芽胞形成率和Cry1Ac晶体蛋白产量大幅度下降。spoVS2基因的缺失不影响不对称隔膜形成,延迟芽胞释放,不影响芽胞形成率但会降低Cry1Ac晶体蛋白产量。比较Bt中的spoVS1和spoVS2基因以及Bs中的spoVS基因功能发现,spoVS1基因与Bs中的spoVS基因功能相近,而spoVS2基因的功能与二者存在差异。spoVS1和spoVS2基因在不对称隔膜形成及芽胞成熟的功能是部分冗余的,但其它方面的功能存在差异。对spoVS1和spoVS2基因突变体表型进行原因分析时发现,spoVS1和spoVS2基因的缺失会对sigE基因的转录水平产生不同程度的抑制作用。NCBI blastP结果表明,SpoVS1与SpoVS2在Bc族细菌中高度保守。本研究对Bt的σ~H调节子进行鉴定,并对其与Bs中存在差异的σ~H调节子的功能进行了探究。有利于明确Bt特异性调控模块内的基因功能,同时可为Bt芽胞形成起始阶段的调控网络解析奠定基础。