野油菜黄单胞菌野油菜致病变种（Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc）是十字花科黑腐病的病原菌,其危害严重,因此迫切需要研发新型抗黑腐病药物。生物素是生物体内许多酶的辅因子,参与到多种代谢途径中,对生物的正常生长和生理活动至关重要。在病原菌中,生物素的合成与其致病力密切相关,因此生物素合成途径已成为一个极具潜力的新型抗菌药物的作用靶标。因此,本论文研究了野油菜黄单胞菌中生物素合成的机制以及丙二酸单酰ACP甲基转移酶（Bio C）和甲酯庚二酸单酰ACP酯酶（Bio H）的生理功能。本文第一部分是关于野油菜黄单胞菌bio C和bio H的鉴定和功能研究。通过生物信息学分析,在Xcc中,Xcc0383和Xcc1678都标注为丙二酸单酰ACP甲基转移酶（Bio C）基因,而Xcc0385标注为甲酯庚二酸单酰ACP酯酶（Bio H）基因,这是首次发现在同一细菌基因组中存在2个基因可能编码Bio C蛋白,此现象在其他种属中的细菌都未发现过。首先将Xcc0383、Xcc1678和Xcc0385导入大肠杆菌（Escherichia coli）Δbio C和Δbio H基因突变株,结果显示只有Xcc0383能恢复ΔEcbio C突变株在基础培养基上的生长,初步表明Xcc0383编码蛋白具有Ec Bio C类似的功能,而Xcc0385能恢复ΔEcbio H突变株的生长,初步表明Xcc0385编码蛋白具有Ec Bio H类似的功能其次,分别构建Xcc0383、Xcc1678和Xcc0385敲除突变株,结果发现敲除Xcc0383和Xcc0385后突变株为生物素营养缺陷型菌株,但敲除Xcc1678对Xcc的生长并无影响。而Xcc0383和Xcc0385的回补突变株都能恢复到野生菌的生长表型,进一步确定在Xcc中Xcc0383和Xcc0385编码蛋白分别具有Bio C和Bio H活性。再次,在大肠杆菌中异体表达Xcc0385,并利用亲和层析法纯化获得Xcc0385蛋白,体外构建酶促反应,结果显示Xcc0385蛋白能将甲酯庚二酸单酰ACP去甲基化,生成庚二酸单酰ACP,再次说明Xcc0385蛋白具有Bio H活性。最后,检测突变株的致病力、致病相关因子以及抗逆性的变化。敲除Xcc0383和Xcc0385后Xcc侵染甘蓝的能力下降,而敲除Xcc0383后胞外蛋白酶的分泌量下降,突变株对逆境耐受性显著弱于Xcc野生菌株。结果表明阻断Xcc的生物素合成后,其致病力有所下降。而Xcc0383通过生物素合成以外的机制影响着胞外蛋白酶的分泌与对逆境的耐受性。综合上述结果,在Xcc中Xcc0383和Xcc0385分别编码Bio C和Bio H蛋白,并参与到生物素合成途径当中;敲除Xcc0383和Xcc0385后,Xcc无法自身合成生物素,致病力下降;Xcc0383还与致病因子的产量和逆境耐受性相关。本文第二部分对野油菜黄单胞菌中bio C、fab G和bio H之间的关系进行探索。通过生物信息学发现,在Xcc0383和Xcc0385之间存在Xcc0384基因,标注编码3-酮脂酰ACP还原酶（Fab G）,Fab G在脂肪酸合成中具有催化3-酮脂酰ACP还原成3-羟脂酰ACP的功能,但目前Xcc0384的生理功能仍然未知,且此基因簇在黄单胞菌属中其他菌种均有出现具有保守性,因此本文开展了对Xcc0383、Xcc0384和Xcc0385的研究,探索三者之间的关系。首先,构建Xcc0384表达载体,发现Xcc0384无法使大肠杆菌fab G温敏突变株CL104在42℃下生长。而表达纯化Xcc0384蛋白,体外构建酶促反应也发现Xcc0384无法催化脂肪酸合成反应的进行,表明Xcc0384并不具备3-酮脂酰ACP还原酶的活性。其次,分别构建ΔXcc0383ΔXcc0384和ΔXcc0384ΔXcc0385双基因敲除菌株以及ΔXcc0383ΔXcc0384ΔXcc0385突变株,发现双突变株ΔXcc0383ΔXcc0384的生长显著慢于Xcc野生菌株和其他突变株,且在基础培养基中外源添加生物素仍无法生长,但可利用外源庚二酸维持生长;ΔXcc0383ΔXcc0384对Xcc野生菌株有轻微的抑菌作用;在ΔXcc0384ΔXcc0385中共回补Xcc0384和Xcc0385后,其长势要优于单独互补Xcc0385;Xcc0384敲除后,突变株的致病表型无明显变化。根据上述结果提出下列假设,在Xcc中Xcc0385除负责生物素合成外,还参与到其他物质代谢途径中,催化产生的某种毒性物质,而Xcc0384则负责还原降解毒性物质;Xcc0384与吸收利用外源庚二酸相关。