路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii)AA4是属于肠杆菌属(EnteroImmunohistochemistry Kitsbacter)的一种革兰氏阴性生防细菌,分离于植物根际,该菌在与松材线虫互作过程中,可以有效定殖松材线虫。ECP(E.coli common pilus)菌毛在动植物共生菌株和致病性大肠杆菌中普遍存在,并通过促进细菌与宿主细胞之间的相互作用以及生物膜群落中细菌间的相互作用发挥定殖因子作用。本项研究以生防细菌路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii)AA4为研究对象,鉴定了菌株AA4中ECP菌毛基因簇并对其功能进行了研究,主要结果如下:(1)通过生物信息学分析证实,菌株AA4中存在ECP菌毛组装所需的蛋白,包括菌毛的主要亚基EcpA,负责与受体结合的EcpD,伴侣蛋白EcpPS-341化学结构B、EcpE和引导蛋白EcpC共5个核心蛋白。(2)对路德维希肠杆菌AA4中ECP组分的转录情况进行检测,发现ECP组分ecpA、ecpB、ecpC、ecpD、ecpE均可转录,且位于同一操纵子上。(3)通过同源重组技术分别构建了ECP五个组分的基因敲除突变体AA4ΔecpA、AA4ΔecpB、AA4ΔecpC、AA4ΔecpD、AA4ΔecpE和ECP基因簇敲除突变体AA4ΔecpABCDE以及互补菌株AA4ΔecpA-C、AA4ΔecpE-C。上述菌株与野生型菌株AA4的生长未见显著性差异。(4)通过透射电子显微镜观察菌株AA4中ECP组分突变体菌株的菌毛装配情况,发现ecpA、ecpE基因及ecpABCDE基因簇敲除突变体的菌毛装配能力减弱,因此菌株AA4中ECP菌毛装配过程中的关键组分是主要亚基EcpA与PLX3397抑制剂伴侣蛋白EcpE。(5)研究发现ecpA、ecpE基因及ecpABCDE基因簇的缺失减弱了菌株AA4在松材线虫上的定殖能力。通过功能研究进一步发现,ecpE基因及ecpABCDE基因簇的缺失减弱了菌株AA4生物膜的形成能力;ecpA、ecpE基因及ecpABCDE基因簇的缺失也减弱了菌株AA4的运动能力,但ecpABCDE基因簇的缺失不能改变菌株AA4的抗氧化能力。综上所述,菌株AA4的ecpA、ecpE基因及ecpABCDE基因簇通过影响细菌的运动能力、生物膜形成,参与了细菌在线虫上的定殖。以上研究结果将为揭示菌株AA4在松材线虫的定殖机制奠定理论基础,为防治松材线虫微生物制剂的研发与高效应用提供科学依据。