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低温微生物在自然选择的作用下形成一套独特的与低温环境相适应的细胞结构和分子机制,这种机制称为低温适应性。在细菌生长过程中,能够释放特定信号分子,这些信号分子能被细菌感知,并以此来调节自身多种基因的表达以适应周边环境的变化,这种现象称为群体感应(Quorum Sensing,QS)。目前关于群体感应系统是否参与了低温适应性仍无报道。本论文以本研究室分离得到的一株低温菌Bacillus cereus MYB41-22为研究对象,首先确定了该菌的生长温度范围为4℃~37℃,最适生长温度为28℃;同时对MYB41-22进行了全基因组测序,测序结果表明:其基因组大小为4,428,864bp,GC含量为36.06%,ORF数量为5,481个,编码基因所占的比重为84.38%;确定了PlcR-PapR、LuxS两套群体感应系统存在其基因组中,并找到了调控群体感应系统的相关的基因codY、hblA,也找到了与低温适应性相关基因desR、cspA。其次,根据其群体感应系统的特征合成了信号分子五肽和七肽。研究证明,合成的信号分子有明确的效果,其最低起效浓度为20 nM。在15℃时,信号分子的加入能使MYB41-22生长能力提高19.5%;而37℃时则会导致MYB41-22生长下降24.4%,这一结果表明群体感应系统的激活在不同温度下对细胞代谢有完全不同的调控机制。论文还对群体感应系统及相关基因的转录水平进行了检测,结果表明:在15℃,群体感应基因plcR、papR转录水平明显高于37℃时的水平;15℃条件下信号分子加入导致群体感应基因codY、desR、cspA转录水平下调,hblA上调;而37℃条件下信号分子加入后群体感应基因codY、desR、cspA转录水平上调,hblA下调。群体感应信号分子诱导后很可能先影响了群体感应系统,然后使细菌细胞膜结构、冷激蛋白含量有所改变,进而影响细菌在不同温度下的生长状态。本文以Bacillus cereus MYB41-22为研究对象,通过对信号分子加入后理化性质及群体感应和低温适应性的相关基因进行研究,初步揭示了群体感应系统在微生物低温适应性中的功能和作用机制。