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苏云金芽胞杆菌是一种环境友好的被广泛应用的产杀虫晶体蛋白的革兰氏阳性细菌。它在营养丰富的培养基中生长时，能积累聚-β-羟基丁酸（PHB），当培养基中营养贫乏后，在芽胞期早期被快速利用。 本课题通过基因敲除技术，用红霉素的抗性基因替换PHB合成基因phaC的阅读框，构建了苏云金芽胞杆菌BMB171的phaC突变体BMB171/PHB-1，此突变株不能积累PHB。将BMB171和BMB171/PHB-1在发酵罐中发酵并在线监测了培养基的pH值和溶解氧的浓度，分析了发酵液中主要的代谢物。PHB积累缺陷导致突变株BMB171/PHB-1生理发生以下变化：1）生长缓慢并且生物量较低；2）在对数生长期，大量的有机酸如乙酸，丙酮酸，乳酸等分泌到培养基中；3）导致培养基在低pH值（低于5.5）持续了4小时，而BMB171仅持续0.5小时；4）由于三羧酸循环是好氧代谢途径，三羧酸循环的代谢旺盛导致细胞对氧气的消耗速率快，从而使得培养基中溶氧浓度较低；5）显微镜观察发现，BMB171/PHB-1在稳定期早期开始死亡，导致其生物量快速下降；6）营养细胞对H2O2，热和紫外线的耐受能力下降。BMB171/PHB-1不积累PHB后，其芽胞产率低于10%，但是当把杀虫蛋白基因转化到突变体后，产芽胞的细胞也能合成杀虫晶体蛋白。 本研究通过2-DE和MALDI-TOF-MS方法，研究了苏云金芽胞杆菌BMB171和BMB171/PHB-1在Peptone-medium（PM）培养基中生长对数期和稳定早期蛋白质组，鉴定了65个在2-D胶上有两倍以上差异的蛋白点，其中30个蛋白涉及到代谢和抗逆。我们用实时定量PCR检测了这30个蛋白和其它糖酵解（EMP）途径、三羧酸循环（TCA）循环相关的一些重要蛋白基因的转录，转录结果与蛋白质数据有较好的一致性。蛋白质数据显示，EMP途径和丁酸代谢途径是受到阻遏的，虽然丁酸代谢途径在总体水平上是受到阻遏，但是丁酸支路的合成是被诱导的。TCA循环，乙酸-乙醇合成途径，乳酸合成途径和氨基酸的合成都是被诱导的。 与抗逆相关蛋白超氧化物歧化酶（SodA），阻遏蛋白HrcA，伴侣蛋白DnaK和GroEL，电子传递蛋白（EtfA）的表达变化可以从分子水平解释苏云金芽胞杆菌BMB171/PHB-1在对应对不利因子时耐受能力变弱的分子机制。在正常生长情况下，突变体中SodA和EtfA的表达显著上升表明了细胞内存在着氧化物胁迫，由于氧化性物质的胁迫，可能导致了HrcA表达的显著上升，从而阻遏了DnaK和GroEL的表达，引起了突变体对不利因子耐受能力降低。 苏云金芽胞杆菌在对数期积累PHB有利于保证细胞进行正常的代谢，同时提高营养细胞对不利的环境因子的耐受能力。PHB在苏云金芽胞杆菌中的使命是：为芽胞的形成做准备，而PHB的积累量对于杀虫晶体蛋白（ICPs）的合成则是“能者多劳”。