鼠疫耶尔森氏菌（Yersinia pestis,简称鼠疫菌）是腺鼠疫、肺鼠疫和败血症鼠疫的病原体,在历史上曾经引发过三次鼠疫世界大流行。近年来古DNA数据显示,鼠疫菌约在7,400年前由食源性病原菌假结核耶尔森氏菌（Yersinia pseudotuberculosis,简称假结核菌）演化而来。针对不同演化分支鼠疫菌的天门冬氨酸氨基裂解酶（Asp A）编码基因aspA进行序列比对,结果显示,该基因的第363位密码子呈现多态性,至少存在10种基因型,包括编码缬氨酸的GTG和GTA,编码亮氨酸的TTG,编码丝氨酸的TCG和TCA,编码苯丙氨酸的TTT和TTC,编码甲硫氨酸的ATG以及编码异亮氨酸的ATA和ATC。该位点为TTG的鼠疫菌株的数量在自然分离株中占据绝对优势,但其aspA所编码的产物Asp A完全丧失活性。而在该位点为其他基因型的鼠疫菌均能表达有活性的Asp A。此外,根据假结核菌和最古老鼠疫菌DNA的aspA测序数据推测,GTG（Asp A有活性）为鼠疫菌aspA在该位点的祖先状态。基于鼠疫菌aspA第363位密码子的基因多态性及其对应的Asp A活性,我们提出了一种鼠疫菌在该位点上的演化模型:鼠疫菌在由假结核菌演化而来的过程中,aspA基因第363位密码子保留了GTG状态,即鼠疫菌aspA在该位点的祖先状态为GTG,能够编码有活性的天门冬氨酸酶。在随后的某种（某些）选择压力下,含TTG基因型突变的aspA使鼠疫菌能够在生存生长中表现出更加明显的适应度优势,使其迅速取代GTG基因型的鼠疫菌,从而在自然种群中占据绝对优势。而在此后的演化历程中,选择压力发生变化,编码有活性的Asp A能够使鼠疫菌在新的选择压力下表现出适应度优势,因此含有在该位点能够恢复Asp A活性的回复突变的鼠疫菌株在自然选择的过程中迅速固定下来,分别适应了各自的生态位并留存至今。本文通过基于自杀质粒p DS132的无痕突变技术将鼠疫菌201株aspA的第363位密码子由GTG突变为TTG,使其Asp A丧失活性。后续研究旨在通过探究在各类选择压力下两株鼠疫菌的适应度差异,对上述假说进行验证和补充。具体的思路为,首先通过小鼠攻毒实验和细胞实验探究两株菌在动物和细胞层面的生存能力和致病性差异,而后通过一系列胁迫环境中的生存生长能力探究两株菌在自然环境下的适应度差异,并通过比较两株菌在体外共培养,在小鼠体内,以及两株菌与大肠杆菌的共孵育条件下的竞争能力来对两株菌的竞争优势进行直观的评价。同时对两株菌进行代谢组学检测和转录组学分析,以期对假说的完善提供组学信息指导。小鼠攻毒实验和细胞实验均表明,两株鼠疫菌对小鼠和细胞的毒力无显著性差异,且在巨噬细胞中的生存能力也无明显差异。而生长曲线结果,模拟胁迫环境（低温,厌氧等）中的生存实验以及体外共培养的竞争实验表明,能够编码有活性Asp A的GTG株相较于编码无活性Asp A的TTG株具有更强的适应度优势。由此我们推测,编码有活性Asp A的鼠疫菌的适应度可能体现在自然环境下的生存生长中,而与鼠疫菌在动物体内的生存能力无关。同时aspA基因该位点为其他基因型的回复突变株（ATA,ATG,TCG,TTT,均可表达有活性的Asp A）相较于TTG株,在生长上同样表现出明显的适应度优势。此外,转录组学结果显示,TTG株相较于GTG株,其鼠疫菌素pst基因的表达量显著上调。通过两株菌与表达鼠疫菌来源Fyu A的大肠杆菌共孵育实验发现,TTG株在与大肠杆菌共孵育时,对大肠杆菌表现出比GTG株更强的杀伤能力,体现了与其他细菌竞争时的适应度优势。由此我们推测,在最初假设的导致TTG株在鼠疫菌群中占据主导的某种选择压力,可能是鼠疫菌与其他细菌的竞争环境。综上所述,推测鼠疫菌在aspA基因第363位密码子的演化历程为:鼠疫菌由假结核菌演化而来时保留了GTG的祖先状态,随后在与其他种属细菌的竞争环境中,能够更高效表达鼠疫菌素的TTG菌株迅速在种群中占据优势;而在随后的演化过程中,选择压力转变为各种胁迫环境,因此该位点导致Asp A活性恢复的回复突变株迅速占据各自的生态位并得以固定,呈现出现在鼠疫菌aspA基因第363位密码子的基因多态性。