GGDEF结构域因其活性中心保守的Gly-Gly-Asp-Glu-Phe氨基酸残基序列而得名。多数具有GGDEF结构域的蛋白都具有二鸟苷酸环化酶(diguanylate cyclase, DGC)活性,催化两分子GTP合成环二鸟苷单磷酸(cyclic di-GMP, c-di-GMP).第二信使c-di-GMP在很多细菌特别是病原菌中参与调控多种受群体感应(quorum sensing, QS)调控的细胞反应。十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pathvar campestris, Xcc)是十字花科植物黑腐病的病原菌,是研究微生物与寄主相互作用分子机理的模式菌株之一。.Xcc8004中有32个基因编码含GGDEF结构域蛋白,部分GGDEF结构域蛋白与Xcc致病性、胞外酶产生、生物膜形成和运动能力等相关。XC0831是Xcc8004中编码含GGDEF结构域蛋白的第二大基因。在先前的工作中,本实验室已构建出XC0831的非极性整合突变体NK0831和Tn5插入突变体,两者致病力与野生型相比均明显下降,但其他表型如生物膜、絮凝、游动性等有较大差异。为了更准确的分析该基因的功能,本研究构建了XC0831的缺失突变体DM0831和结构域缺失突变体：DMSP、DMGGDEF。实验结果显示,DM0831突变体的致病力和运动能力较野生型Xcc8004明显下降,且胞外蛋白酶产量升高,在MMX培养基中生长速度降低,吸附能力增强。DMSP仅胞外纤维素酶产量降低,DMGGDEF的胞外蛋白酶产量高于野生型。本研究构建了DM0831的反式功能互补菌株和过表达菌株(分别采用pLAFR6和pLAFR3两种不同质粒)。在DM0831中导入含有不同结构域(标记为A、C、D)的片段的pLAFR3质粒,根据表型分析对应结构域的功能。DM0831中导入pL6-0831质粒后其多种生理生化表型基本得到恢复,如蛋白酶产量降低、运动能力增强、吸附能力减弱至野生型状态,但未恢复DM0831的致病力。NK0831、WT8004/pL3-0831、DM0831/pL3-0831的致病力均降低,其中DM0831/pL3-0831的致病力仅为野生型8004菌株致病力的5%左右。另外,三种菌株的胞外淀粉酶、胞外纤维素酶、EPS产量和运动能力降低,但其胞外蛋白酶产量和吸附能力升高,在LB培养基中摇瓶培养可以产生絮凝,这与胞内c-di-GMP水平高于正常水平时的表型一致。以此推测XC0831的过表达菌株胞内c-di-GMP水平提高。与DM0831相比,DM0831/pL3-A运动能力提高,而DM0831/pL3-C的运动能力降低,且两者在LB培养基中摇瓶培养均产生絮凝。DM0831/pL3-D较DM0831在各表型上均无明显变化。对比分析DM2252和Xcc8004的转录组结果,发现在MMX培养基中,XC2252对XC0831的表达有负调控作用。本研究构建了XC0831基因表达GUS报告子并分别导入WT8004和DM2252,定量检测GUS活性发现在DM2252中XC0831的表达量高于其在Xcc8004中的表达,这与转录组结果基本相符。另构建了DM2252/DM0831双缺失突变体,DM2252在LB培养基中摇瓶培养情况下可以产生絮凝,而DM2252/DM0831不能产生絮凝。说明DM2252可以产生絮凝可能是由于其菌株内XC0831的表达量增加起到主要作用。本研究通过对XC0831各功能区域的功能鉴定和分析,和vemR对其调控关系的鉴定与分析,研究其调控生物膜形成的机制,为更好的解释细菌调控生物膜形成与解离的机制提供更多证据。