溶杆菌属（Lysobacter）细菌属于γ-变形菌门、黄单胞科,是一类需氧的革兰氏阴性细菌。该属细菌的命名源于其独特的溶菌活性,即可以产生丰富的胞外酶以溶解细菌、真菌、线虫、卵菌、蓝藻等病原物的细胞壁。此外该属细菌还可合成多种具有广谱抗菌活性的次生代谢产物,使溶杆菌既可作为发现新型生物活性天然产物的源泉,也可作为有效的生物防治剂应用在工业与农业生产实际中。研究表明溶杆菌的生防功能受到生存环境中营养条件的影响,说明溶杆菌在与病原菌互作过程中,可能采取某种方式感知环境中的营养信号刺激,诱导溶杆菌产生多种生防因子以抑制病原菌的生长。双组分系统是细菌中感知和响应胞内外信号刺激的最普遍方式,主要由组氨酸激酶和反应调控蛋白组成。组氨酸激酶接受信号刺激后催化自我磷酸化,并将磷酸基团转移至与其配对的反应调控蛋白,磷酸化后的反应调控蛋白构象发生改变后激活反应调控蛋白的输出结构域发挥相应调节功能。因此推测产酶溶杆菌可能利用双组分系统感知外界营养条件变化,最终调控自身生防功能的发挥。与芽胞杆菌属（Bacillus）和假单胞菌属（Pseudomonas）等生防细菌相比,溶杆菌属细菌自1978年发现后对于其生防特征和调控机制的认识和研究相对较少。在溶杆菌属目前已报道的45种细菌中,关于产酶溶杆菌（L.enzymogenes）的研究最为广泛和深入。产酶溶杆菌主要利用两种生防因子发挥对病原真菌的拮抗能力,一个是利用合成的次生代谢产物热稳定抗真菌因子（Heat-stable antifungal factor,HSAF）对病原真菌表现出良好的拮抗活性;另一个为由Ⅳ型菌毛（Type Ⅳ pili）介导的蹭行运动能力（Twitching motility）,该运动能力可促使产酶溶杆菌定殖、粘附在真菌菌丝上,利于产酶溶杆菌对真菌菌丝的侵染进而抑制真菌生长过程。本研究以生防细菌产酶溶杆菌OH11菌株为研究对象,利用生物信息学分析鉴定出该菌基因组中包含48个组氨酸激酶和53个反应调控蛋白。由于反应调控蛋白是双组分系统功能的最终输出环节,我们构建了编码反应调控蛋白的基因缺失突变体文库,并通过分析该文库中各突变体的HSAF产量及蹭行运动能力,筛选出对产酶溶杆菌的生防功能具有重要贡献的反应调控蛋白。结果表明,PilR、AlgR和FimX蛋白对产酶溶杆菌的蹭行运动能力形成必不可少,这三个蛋白均是细菌中保守的Ⅳ型菌毛合成调控蛋白。此外pilR、cheB基因缺失突变体的HSAF产量显著下降,说明产酶溶杆菌基因组中的这两个基因参与正向调控HSAF的生物合成,这是关于细菌中PilR和CheB蛋白影响次生代谢产物生物合成的首次报道。通过系统分析产酶溶杆菌中反应调控蛋白对两种生防因子的调控作用,我们发现PilR蛋白可同时调控菌株的HSAF生物合成和蹭行运动能力,且其上游基因pilS的缺失也呈现相同的表型,说明PilS-PilR组成一对典型的双组分系统,对产酶溶杆菌生防功能的有效发挥具有重要作用。通过深入探究PilR蛋白调控两种生防因子的作用机制,我们发现PilR蛋白调控HSAF和Ⅳ菌毛生物合成途径相互独立。在调控Ⅳ型菌毛形成过程中,PilR蛋白通过直接结合Ⅳ型菌毛合成关键基因pilA的启动子区以控制其转录水平,最终影响产酶溶杆菌的蹭行运动能力。而在调控HSAF生物合成过程中,PilR蛋白则是通过间接影响胞内第二信使c-di-GMP浓度来影响HSAF的产量。本研究首次从宏观和微观水平上分别探究了双组分系统对产酶溶杆菌两种生防因子的影响,既系统的鉴定、筛选出对生防功能具有重要作用的双组分系统,又深入探究了 PilS-PilR双组分系统调控生防因子的机制,揭示了 PilR蛋白独立于Ⅳ型菌毛的、新颖的HSAF生物合成调控途径。研究结果一方面为利用双组分系统作为靶标,遗传改良产酶溶杆菌菌株提供理论指导;另一方面为丰富细菌中双组分系统的功能和调控机制提供了实验依据和理论基础。