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本研究中的铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）PAO1和恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）KT2440是假单胞菌属中的典型代表菌株，普遍存在海洋和土壤环境。其中PAO1不仅是研究生物被膜的模式菌株，也是重要的条件致病菌，具有较强的致病性和耐药性;KT2440是环境模式菌株，具有代谢多样性，能降解芳香族及脂肪类化合物，是具有很大开发潜能的环境益生菌。在微生物适应环境过程中，毒素-抗毒素系统参与多种生理调控，本研究对铜绿假单胞菌和恶臭假单胞菌基因组上的毒素-抗毒素系统进行分析鉴定，并对其功能进行相关研究，主要工作如下: 1.铜绿假单胞菌PAO1中Ⅱ型毒素-抗毒素系统HigB/HigA的鉴定及功能研究。实验证实PAO1基因组编码的HigB/HigA组成一对Ⅱ型毒素-抗毒素系统;毒素HigB抑制细菌的生长，而抗毒素HigA与毒素HigB直接相互作用并拮抗HigB毒性;毒素基因higB与抗毒素基因higA共转录;抗毒素HigA能结合毒素-抗毒素系统的启动子区反馈调控其转录。抗毒素HigA是具有DNA结合的能力的转录调控因子，其结合的DNA序列具有保守性;它不仅能通过结合mvfR基因的启动子区调控与致病性相关绿脓菌素的合成;也能结合pel操纵子启动子区来调控与生物被膜形成相关Pel多聚糖的合成，抗毒素HigA对mvfR和pel的转录调控能够被毒素HigB抑制。由于higB与higA核糖体结合位点效率不同，使抗毒素蛋白HigA合成多于毒素蛋白HigB。抗毒素蛋白HigA在胞内不稳定，易被Lon蛋白酶降解。因此，在环境胁迫条件下，抗毒素蛋白HigA能被Lon蛋白酶降解，接触对mvfR和pel操纵子的抑制，使得绿脓菌素和生物被膜的合成增多，最终导致铜绿假单胞菌毒力和耐药性增强。 2.恶臭假单胞菌KT2440中Ⅱ型毒素-抗毒素系统MqsR/MqsA的鉴定及功能研究。实验证实KT2440基因组编码的MqsR/MqsA组成一对Ⅱ型毒素-抗毒素系统，毒素MqsR抑制细菌的生长，而抗毒素MqsA与毒素MqsR直接相互作用并拮抗MqsR毒性;毒素基因mqsR与抗毒素基因mqsA共转录;抗毒素MqsA能结合毒素-抗毒素系统的启动子区序列反馈调控其转录，毒素MqsR能够抑制这种反馈调控。抗毒素基因mqsA的缺失使多重耐药菌(persister cell)增多53倍，而回补mqsA能抑制mqsR的表达，并使persister cell减少220倍，表明毒素MqsR对KT2440形成persister cell具有重要作用。另外，缺失毒素基因mqsR，抗毒素基因mqsA以及mqsR-mqsA后形成生物被膜能力变弱，回补敲除的基因后生物被膜形成也得到回补，表明MqsR/MqsA影响生物被膜的形成。抗毒素MqsA是转录调控因子，它能结合特异性的DNA序列调控algU和PP_3288的转录，AlgU是ECF(extracytoplasmatic function)σ因子，响应环境应激变化和适应外部环境，PP_3288是一个未知的应激蛋白。以上，表明在KT2440中毒素-抗毒素系统MqsR/MqsA参与调控persistence和生物被膜的形成。