中度嗜盐菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2在高盐条件下具有高效的苯酚降解能力,该菌株在高盐含酚废水生物处理中具有一定的应用潜力。中度嗜盐菌一般通过自身合成或转运相容性溶质来抵抗外界盐度。因此,研究典型相容性溶质合成转运机制对于阐明该菌株耐盐机理具有重要意义。本研究通过核磁共振(1H-NMR)的方法确定了V. halodenitrificans PDB-F2菌合成的主要相容性溶质是四氢嘧啶和羟基四氢嘧啶。利用PCR扩增与克隆技术鉴定了四氢嘧啶合成基因ectA、ectB、ectC和羟基四氢嘧啶合成基因ectD、ectA、ectB、ectC基因按照同一方向依次排列构成一个基因簇ectABC,而ectD则不与ectABC排列在一起。采用高效液相色谱(HPLC)和实时荧光定量PCR (RT-PCR)分析发现,四氢嘧啶和羟基四氢嘧啶的合成受到盐度的影响,四氢嘧啶是主要成分,羟基四氢嘧啶是次要成分。四氢嘧啶含量及其合成基因ectA、ectB和ectC的表达量在12% NaCl时达到最大,而羟基四氢嘧啶含量及其合成基因ectD的表达量则在15%NaCl时达到最大。且羟基四氢嘧啶/四氢嘧啶的相对比例从3%NaCl时的0.04提高到15%NaCl时的0.45,表明羟基四氢嘧啶更倾向于在高盐条件下产生。四氢嘧啶和羟基四氢嘧啶的合成也受到PDB-F2菌生长时期的影响,在5%NaCl条件下,羟基四氢嘧啶/四氢嘧啶的相对比例从对数生长早期的0.018增加到稳定期时的0.11,表明羟基四氢嘧啶更倾向于在稳定期产生。当PDB-F2菌受到5%NaCl到10%NaCl的高渗冲击后,四氢嘧啶含量逐步上升,在冲击后6h达到最高,而羟基四氢嘧啶则在8h后才开始逐渐合成,ectA、ectB和ectC的基因表达量在冲击后1.5 h达到最高,而ectD基因则在3.5 h后才开始逐渐表达。外源添加的羟基四氢嘧啶可以明显地提高PDB-F2菌的最大生长量,而外源添加的四氢嘧啶仅可以在一定程度上缩短PDB-F2菌生长的停滞期。当外界同时存在四氢嘧啶和羟基四氢嘧啶时,PDB-F2菌优先摄取羟基四氢嘧啶。且外界盐度越高,越能够刺激四氢嘧啶和羟基四氢嘧啶的转运。