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Novosphingobium pentaromativorans US6-1 是一株筛选自 Ulsan 海湾沉积物的革兰氏阴性菌,能高效降解2环至5环的PAHs。链特异转录组测序发现,苯并芘(BaP)压力下共有13个TonB系统相关基因表达水平显著上调,为揭示TonB系统在菌株US6-1应对BaP压力中的作用,我们以TonB系统中的关键基因tonB为研究对象,在基因组序列分析和实时荧光定量PCR分析的基础上通过自杀性质粒同源重组的方法构建了新鞘氨醇杆菌US6-1 toB基因缺失菌株,并对tonB基因缺失株的生物学特性展开了研究,主要研究结果如下:(1)基因组序列的分析结果表明菌株US6-1有4个tonB基因,我们分别将其称为tonB1、tonB2、tonB和 tonB4。tonB3(JI59_RS10120)处于tonB3(JI59_RS10120)/exbD1(J159_RS10130)/exbD2（JI59_RS10135)/motA(J159__RS10125)基因簇中;tonB1(JI59_RS03025),tonB2(JI59_RS06215)和tonB4(JI59_RS15490)以单顺反子的形式存在,其侧翼没有发现exbB/exbD或其同源基因,这3个tonB基因可能是通过直接与相应的TonB依赖性受体相互作用而发挥相应的生物学功能。(2)氨基酸序列分析表明tonB3与tonB1、tonB2、tonB4基因编码氨基酸之间的同源性分别为18.58%、23.04%、23.96%,两个exbD基因编码氨基酸之间的同源性为24%;值得注意的是菌株US6-1基因组中有43个TonB依赖性受体蛋白编码基因,它们之间的氨基酸同源性为10%～60.47%。(3)多重序列比对分析显示4个TonB蛋白的C末端结构域都具有“YP”基序,除TonB4外其他3个TonB蛋白都具有“SSG”基序;对TonB蛋白的C末端序列进行三维结构预测发现TonB1、TonB2、TonB3和TonB4的C末端结构域均由2个a螺旋和3个β折叠片构成。(4)在以BaP为唯一碳源和不添加任何碳源的条件下,通过实时荧光定量PCR跟踪BaP胁迫和饥饿压力下tonB基因的表达差异。结果显示:饥饿处理4d后,基因tonB1、tonB3、tonB4的表达水平显著上调且明显高于BaP处理4d后该基因的表达水平;BaP处理2d、6d后,基因tonB2表达水平显著上调且明显高于饥饿处理组中该基因的表达水平。我们推测基因tonB2与菌株US6-1响应BaP压力有关,而基因tonB1、ton53、tonB4可能参与了菌株US6-1的饥饿应答过程。(5)本研究通过自杀性质粒同源重组的方法构建了菌株US6-1 toB2基因的缺失菌株US6-1AtonB2,并对缺失株的生物学特性进行了初步研究。结果表明,tonB2基因的缺失对菌株US6-1ΔtonB2的生长并没有影响,与US6-1相比缺失株US6-1ΔtonB2对菲(Phe)和BaP的降解能力显著下降,由此可知基因tonB2在菌株US6-1降解多环芳烃的过程中扮演重要角色。此外,缺失株US6-1AtonB2的生物膜形成能力显著增强。