在细菌细胞中，cyclic di-GMP(c-di-GMP)调控系统和双组分信号转导系统（two-componment signal transduction system，TCS）是细菌应对外界复杂多变环境条件的最为重要的两种调控系统，同时也是细胞内复杂调控网络中最为关键的两类调控单元。其中，c-di-GMP是广泛存于细菌中的第二信使，通过与效应子（如效应蛋白和核糖开关）的结合来发挥功能，调控了包括生物被膜的形成与消解、胞外多糖的产生、细菌运动性以及细菌毒力在内的一系列重要的生理生化过程。新型c-di-GMP效应子的鉴定及其作用机制的解析对于深入理解c-di-GMP的调控机理是至关重要的。典型的TCS由一个定位于细胞膜上的组氨酸激酶(histidine kinase，HK)和一个定位于胞质区的反应调节蛋白(response regulator,RR)组成。TCS是原核生物感应细胞内外信号的主要装置。在TCS调控通路中，HK感应细胞内外的特定信号刺激，调控自身的磷酸激酶、磷酸酶或磷酸转移酶活性，从而控制下游与其配对的RR的磷酸化水平，进而发挥其信号感应及传导功能。到目前为止，关于这两个系统间调控机制的研究还仅局限于TCS调控c-di-GMP的合成与降解上，对于c-di-GMP如何调控TCS信号通路的研究还较为薄弱。　　本研究发现野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestris ATCC33913，Xcc)中两对TCSs RavA/RavR和RavS/CrrS之间存在复杂的调控关系。遗传分析结果表明，两对TCSs均参与调控细菌的游动性(swimming)、胞外多糖(exopolysaccharide，EPS)的产生和致病性(pathogenicity)等重要生理表型。其中，ravR删除突变菌株△ravR及关键磷酸化位点突变菌株ravRD496A表现为游动能力显著增强、EPS产量和致病力显著下降的表型。RavR是一个包含有EAL结构域的多结构域蛋白，具有磷酸二酯酶(phosphodiesterase，PDE)活性，能够降解c-di-GMP。EAL结构域删除突变菌株ravR△EAL表现为细菌游动能力显著下降，与△ravR及ravRD496A的游动性表型截然不同。△ravS突变菌株及关键磷酸化位点突变菌株ravSH500A均表现为细菌游动能力显著下降，表明RavS正调控细菌的游动性，且这一功能依赖于其磷酸化状态。对ravS和ravR的上位分析的结果表明，ravS位于ravR的下游。　　遗传与生物化学分析表明，HK RavS是一个新型的c-di-GMP效应蛋白，且其磷酸化水平受到RavR的EAL和REC结构域的共同调控。一方面，当c-di-GMP结合到RavS上时，会增强其向RavR的REC结构域的磷酸转移酶活性，从而使RavS处于脱磷酸化水平。另一方面，RavR通过其EAL结构域降解细胞内的c-di-GMP，解除c-di-GMP对RavS的结合，进而解除c-di-GMP所促进的RavS向RavR的REC结构域的磷酸基团传递，从而使RavS维持较高的磷酸化水平。RavR通过调控RavS的磷酸化水平，最终调控了细菌的游动性，EPS的产生以及致病力等表型。另外，遗传和生物化学分析的结果显示CrrS是RavS配对的RR，同样参与了细菌的游动性，EPS产生及致病力表型的调控。　　综上所述，本研究解析了Xcc中一个调控细菌游动性，EPS产生及致病力等表型的通路RavA-RavR-c-di-GMP-RavS-CrrS。鉴定到HK RavS是一个新型的c-di-GMP效应蛋白。最终阐明了c-di-GMP通过直接结合RavS的DHp-CA结构域并利用其磷酸沉降因子RavR控制RavS磷酸化水平的作用机制。本研究为c-di-GMP直接调控细菌中TCSs的功能提供了新的证据。