铜绿假单胞菌M18（Pseudomonas aeruginosa M18）是许煜泉教授于1996年在上海郊区甜瓜根际分离得到的一株植物生防菌，该菌可以产生多种次级代谢产物，如：藤黄绿菌素（pyoluteorin, Plt），吩嗪-1-羧酸（phenazine-1-carboxylic acid, PCA），氢氰酸（hydrogen cyanide, HCN），荧光铁载体（pyoverdine），绿脓杆菌螯铁蛋白（pyochelin）等。M18抗生素合成受到多种调控系统的协调影响，其中，GacS/GacA双元调控系统正调控Plt的合成，负调控PCA的合成。本文重点研究了gacA基因突变对M18转录组及菌株代谢和生防功能的全局性影响，结果显示GacS/GacA系统显著影响M18菌株的次级代谢、初级代谢、分泌系统和运动性等方面及其相关基因的表达，具体包括以下三个方面内容：首先，取KB培养基中对数生长后期的M18野生型和gacA突变株培养物进行转录组分析，并用qRT-PCR和lacZ报告融合两种方法对转录组学结果进行验证。转录组分析显示，gacA基因突变后，共有839个基因的转录子水平发生了显著变化（变化2倍以上且p <0.05），大约占M18基因组的15%，其中472个基因转录水平发生下调，367个基因上调。绝大多数次级代谢基因簇，如pvd、pch、plt、amb、hcn等，均受GacA正调控。此外，GacA还调控胞外酶（碱性蛋白酶、磷脂酶C、几丁质酶等）和细胞色素氧化酶（细胞色素O泛氧化酶、细胞色素P450）等。其次，与P、S和N元素利用有关的初级代谢也受GacA调控，如phn、pst、ssu、tau、nor等基因簇。本文选用基本培养基及分别额外添加P、S和N元素的培养基，检测菌株的生长状况，发现GacA正调控N代谢，负调控P和S代谢。最后，GacA调控对象中另一个重要分类是分泌系统和菌毛合成基因，包括H1、H2、H3-T6SSs，Hxc-T2SS，Has、Apr-T1SSs，CupE和Tad。GacA对M18泳动、群集运动和蹭行运动的能力有显著的抑制作用。综上，Gac全局性调控主要涉及次级代谢、初级代谢、分泌系统和运动性等，这一复杂的调控过程需要许多调控系统或因子的协同作用，Gac系统在M18菌株的生态适应与竞争、营养竞争、离子平衡和生防作用等方面具有重要意义。