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蜡状芽胞杆菌（B．cereus）、苏云金芽胞杆菌（B．thuringiensis）、蕈状芽胞杆菌（B．mycoides）、假真菌样芽胞杆菌（B．pseudomycoides）、炭疽芽胞杆菌（B．anthracis）以及韦氏芽胞杆菌（B．weihenstephanensis）全部归类于蜡状芽胞杆菌群。其中苏云金芽胞杆菌是世界上应用最广泛的生物杀虫剂，在多种害虫的综合防治中发挥了重要作用。苏云金芽胞杆菌和蜡状芽胞杆菌具有很高的染色体相似性，在各项生理生化指标上几乎难以区别，它们之间的区别仅在于苏云金芽胞杆菌在芽胞形成过程中能产生位于芽胞胞外膜外的伴胞晶体。而伴胞晶体的形成依赖于编码Cry毒素基因的大质粒。随着苏云金芽胞杆菌在生物防治中越来越广泛的应用，苏云金芽胞杆菌和蜡状芽胞杆菌间的这种同源性关系引起人们对其在环境中应用的安全性问题的关注。本研究对26株蜡状芽胞杆菌群菌株进行了肠毒素基因及其它病原性相关毒素基因的检测。采用三组溶血肠毒素hbl和三组非溶血肠毒素nhe基因特异性引物，均分别可从73％的菌株中至少扩增出一个与预期DNA片断大小一致的片断，其中，苏云金芽胞杆菌菌株中溶血素hbl基因和非溶血素nhe基因的阳性检出率为83％。而且，大多数蜡状芽胞杆菌菌株中都含有病原调控因子plcR，及与炭疽芽胞杆菌大质粒pXO1“致病岛”上的第101个开放阅读框的相似片断。对存在于12株蜡状芽胞杆菌中的pXO1-ORF101相似片断与3株炭疽芽胞杆菌的相应片断进行了序列比对，结果显示这15株蜡状芽胞杆菌群菌株的pXO1-ORF101片断相似性很高，并且亚群与菌株个体之间都存在单核苷酸多态性。根据这些单核苷酸多态性，将15株菌株分为两个遗传亚群——蜡状芽胞杆菌簇和苏云金芽胞杆菌簇。进一步克隆和表达了来源于蜡状芽胞杆菌B-4ac和来源于苏云金芽胞杆菌库斯塔克亚种HD1的两个类似pXO1-ORF101的开放阅读框，检测表达蛋白的毒力发现重组菌株对Vero细胞没有毒性影响，因此这个阅读框的编码产物可能与肠毒素活性没有关联。为了进行苏云金芽胞杆菌的遗传改良以构建安全高效的工程菌株用于生物防治，本研究通过基因操作手段剔除苏云金芽胞杆菌的病原因子和通过接合转移技术将编码Cry毒素的大质粒转移到一些已知的不产生肠毒素或肠毒素溶血活性很低的蜡状芽胞杆菌中。本论文研究了两种编码δ-内毒素的苏云金芽胞杆菌大质粒在蜡状芽胞杆菌群不同菌株包括不含致病因子的菌株间的接合转移，并进行了不同转移子杀虫毒素蛋白的表达和检测。首先研究了苏云金杆菌一个携带有cry1Ac基因的质粒pHT73在蜡状芽胞杆菌群不同种间的接合转移能力，较全面的考察了接合转移质粒pHT73的宿主范围。在所检测的15株受体菌中，发现pHT73能以自然接合转移的方式转移到两株库斯塔克亚种，一株蕈状芽胞杆菌，一株达姆斯特变种和五株蜡状芽胞杆菌中。SDS-PAGE和相差显微镜结果显示转化菌株在得到外源质粒pHT73后，能产生由cry1Ac基因编码的130 kD的蛋白带Cry1Ac，在芽胞期能形成菱形晶体。另外进行了一种新的接合转移系统-编码苏云金芽胞杆菌以色列亚种的五种主要杀蚊幼蛋白Cry4Aa、Cry4Ba、Cry10Aa、Cry11Aa和Cyt1Aa的大质粒pBtoxis的接合转移，完成了标记抗性的pBtoxis质粒在不同蜡状芽胞杆菌群菌株中的接合转移研究。pBtoxis质粒能通过接合转移的方式转移到一株库斯塔克亚种和一株蜡状芽胞杆菌菌株中。接合转移率约为10-8接合子／受体。含有pBtoxis质粒的接合子都能表达由pBtoxis上的毒素基因编码的蛋白并产生圆形伴胞晶体。库斯塔克菌株的接合子不仅能产生杀蚊幼的圆形晶体，还保留有受体本身产生的菱形晶体的特性，并且对鳞翅目和双翅目昆虫幼虫均有毒。而蜡状芽胞杆菌的接合子对双翅目昆虫幼虫有毒。没有实验证据显示pBtoxis的转移具有驱动性，但是转座子Tn5401和接合转移质粒pAW63能够驱动或协助pBtoxis的接合转移。有限的受体菌范围及其接合转移特性说明pBtoxis的宿主范围很窄且转移能力比pHT73低。另一方面，对苏云金芽胞杆菌库斯塔克亚种HD1，以色列亚种AND672和蜡状芽胞杆菌CIP 5832的多效调节因子PlcR的编码基因通过同源重组的方法进行了插入失活。并发现这个因子的失活对蛋白的表达没有太大的影响，对HD1及CIP 5832的溶血性也没有影响，不过AND672突变株的溶血性由原来的不完全溶血变为完全不溶血。PlcR对菌株的影响以及是否可以通过这种基因剔除方式对苏云金芽胞杆菌的安全使用进行改良尚需进一步研究探讨。