光敏色素是一类广泛分布于植物、细菌以及真菌中的对红光和远红光有响应的光受体蛋白。它们通常有两种稳定的光存在形式，即吸收红光的Pr态和吸收远红光的 Pfr态。大量研究表明，植物光敏色素参与调控了植物的多种光形态行为。然而到目前为止，对于光合细菌以及非光合细菌中的细菌光敏色素研究除了解析其结构、探讨光化学特性外，对其生理学功能的研究却进展缓慢，尤其是对于非光合成细菌中细菌光敏色素功能的研究更是鲜见报道。Agrobacterium fabrum C58是一类长期被用作转基因工具的非光合细菌，其全基因组测序结果显示该菌中含有两类细菌光敏色素，分别命名为Agp1和Agp2。虽然Tilman等人前期研究偶然发现Agp1和Agp2在A. fabrum C58侵染拟南芥和黄瓜过程中发挥了作用。但对于Agp1和Agp2对转化这个水平基因转移（HGT）过程的影响仍然缺乏系统深入的研究，包括Agp1和Agp2是否影响转化中很关键的菌株能动性等也未见报道。此外，鉴于A. fabrum C58中还存在另一种水平基因转移方式，即接合过程。而关于Agp1和Agp2是否会对接合过程发挥作用尚未见任何文献报道。因此，本文主要探究了A. fabrum C58中Agp1和Agp2对于HGT两种反应方式即转化和接合过程的影响。这一方面可以加深人们对细菌光敏色素生理学功能的认识，拓宽其应用范围；另一方面，相关研究也将为细菌HGT中转化和接合的调控提供理论支持。　　为此，我们首先运用同源重组方法构建了Agp1和Agp2的单缺失以及双缺失突变体菌株。作为补充，我们还选择pBBR122作为表达载体，通过引入Agp1和Agp2野生型启动子，促使了Agp1和Agp2在A. fabrum C58菌株中的表达，获得了互补型以及过量表达型菌株。并以此为基础，通过供体菌转移质粒pBIN-GUSINT以及受体菌染色体上两种不同的抗性基因簇对发生接合反应的菌株进行筛选。以检测野生型、细菌光敏色素缺失、互补以及过量表达等不同A. fabrum C58供体或受体菌株对于接合反应的影响差异。结果显示：Agp1、Agp2对于接合过程的影响不仅与光照条件有关，而且也依赖于它们所处的细胞。供体菌株中Agp1和Agp2的Pr态主要扮演了抑制性的角色，而其Pfr态则主要发挥了促进作用；受体菌株中 Agp2对接合反应的影响非常微弱。而Agp1的Pr形式则促进了接合反应，其Pfr形式抑制了接合反应。与此同时，我们也验证了A. fabrum C58菌株胞内pTiC58质粒在接合反应中的重要性。与上述实验结果相比，当A. fabrum C58菌株胞内存在pTiC58质粒时，Agp1和Agp2对于接合反应的影响明显增强。且Agp1和Agp2无论是存在于供体还是受体菌株中，它们都正调控了接合反应过程。为了深入探讨Agp1对于接合过程的影响机制，我们还针对Agp1的组氨酸激酶磷酸化位点His-519构建了 Arg-519突变体。结果显示，H519R突变体诱导的接合过程被完全抑制，这说明Agp1主要是通过其磷酸化水平来实现对接合过程的调控的。此外，我们还开展了DNA光修复酶PhrA和PhrB对接合过程影响的初步研究。这些结论都为后续深入探讨Agp1和Agp2参与调节接合反应的机理奠定了基础。　　鉴于 Agp1和 Agp2在接合反应中扮演的重要作用。随后我们对转化反应中Agp1和Agp2的功能进行了研究。首先，我们通过GUS染色和GUS酶活性定量检测比较了野生型及突变体A. fabrum C58菌株对BY-2细胞侵染能力的差异，发现Agp1和Agp2均明显促进了A. fabrum C58对BY-2细胞的侵染能力。同时，我们也通过检测不同菌株能动性的变化获得了Agp1和Agp2对于转化影响的间接信息。结果表明，远红光条件下，Agp1和Agp2的Pr态在pH6.0、7.0、8.0条件下对菌株的能动性均表现出抑制活性；相反，红光条件下，它们的Pfr态对菌株能动性的影响则主要表现为促进作用。而且，随着pH的增加，Agp1和Agp2 Pr状态的抑制作用逐渐降低，其Pfr态的促进作用逐渐增强。　　除了上述生物学功能的研究外，针对细菌光敏色素领域长期困扰大家的一个结构问题，即Pr→Pfr光转化过程中蛋白各个结构域如何变化的问题。本论文通过荧光共振能量转移（FRET）pair Atto495和Atto565分别标记了六个不同的Agp1突变体蛋白。在异源双标记的蛋白中我们观察到了荧光共振能量传递现象的发生。这说明Agp1同源二聚体中的两个单体是以平行的方式排列的。同时，通过对比红光照射前后荧光标记蛋白的荧光发射光谱变化，结果表明：在Pr→Pfr转换过程中， Agp1的PHY区域结构发生了一些微弱变化，而HK区域则没有显著变化。这为后续深入研究N末端感光信号如何传递至C末端，激活组氨酸激酶活性并诱导下游基因转录奠定了理论基础。　　综上所述，本文研究结果表明，非光合细菌A. fabrum C58菌株中两种细菌光敏色素在转化和接合反应中扮演了重要角色。且主要通过其自身磷酸化水平对转化和接合反应进行调节。这为其它细菌光敏色素生理学功能的研究提供了新的视野。同时，为细菌HGT调控通路的研究提供了理论支持。