近几年来,随着合成生物学科的不断发展,各种新的生物学技术也应运而生。其中,光遗传学技术已经成为蓬勃发展的领域,通过构建工程化的光感受器,来控制活细胞和生物体的生命行为。我们选择染色体基因整合系统mini-Tn7将蓝光响应系统整合到铜绿假单胞菌株PAO1中。将基因整合到染色体,比起质粒克隆系统来说,在细菌中具有更强的稳定性,因为不会出现类似质粒丢失的情况。另外,mini-Tn7系统与其他的转座子系统相比,具有更高的转化率和特定的结合位点,不会发生插入到基因组任意位置中的情况。本论文中提及的构建的pDawn-Tn7光控系统为在铜绿假单胞菌中时空性控制基因表达提供了强有力的支持,也可以达到精准控制铜绿假单胞菌生物学行为的要求。通过在光控系统中引入报告基因sfGFP绿色荧光蛋白,可以观测到蓝光光感受器在铜绿假单胞菌中光诱导基因～20倍的表达。很多持续性的细菌感染都是由生物膜引起的。一个典型的例子是在遗传性疾病囊性纤维化患者中,由铜绿假单胞菌生物引起的毁灭性的肺部感染,一旦铜绿假单胞菌定殖于囊性纤维化肺,形成生物膜,即使是最具侵袭性的抗生素治疗也不能根除所有细菌。本研究中,在光控系统中引入PA2133这一功能蛋白后,可以抑制铜绿假单胞菌生物膜的形成。这是由于PA2133基因中含有EAL结构域,这一结构域表达的蛋白作用相当于磷酸二酯酶,磷酸二酯酶可以降解c-di-GMP, c-di-GMP刺激生物膜中粘性物质和胞外聚合物的生物合成,而降解后引起细菌的分离,从而PA2133的过量表达可以引起生物膜的降解。由此,本论文为生物膜的防治提供了一种新的思路。