本文通过研究有毒重金属Hg²⁺对鳆发光杆菌YL（Photobacterium leiognathi）发光性能的影响途径，为今后其它有毒物质的研究提供参考。以探索P.leiognathiYL的进一步开发和利用提供理论依据为出发点，研究了Hg²⁺在不同的作用方式下对P.leiognathi YL的细胞活性、发光特性和lux基因表达水平的影响。在此基础上又进一步分离纯化了细菌发光系统中最重要的酶—荧光素酶，并研究了Hg²⁺对荧光素酶的发光动力学影响。1、对P.leiognathi YL与发光相关的基本生理特性规律进行了研究。P.leiognathi YL的菌体发光强度高，肉眼可见。细菌在25℃，150r/min摇床恒温培养条件下，4h开始进入对数生长期，9h进入生长稳定期，可持续稳定发光20h以上。建立的检测P.leiognathi YL活菌数的MTT法与比浊法相比，能更准确和真实的反映活菌数量。同时MTT法又比平板稀释法、自动菌数测定仪法、血球板计数法等更方便且受干扰因素少。建立的检测标准曲线的线性关系为，y=0.0495x+0.02，R=0.9997。使用MTT法及RTQ-PCR法，绘制了P.leiognathi YL以生长状态为参考的发光曲线和lux基因表达曲线。2、Hg²⁺抑制P.leiognathi YL发光的机理研究。以国标GB/T15441-1995，水质急性毒性的测定—发光细菌法为参照，建立了P.leiognathi YL发光强度与Hg²⁺浓度的线性关系，并研究了在此线性范围内Hg²⁺对P.leiognathi YL的细胞活性，发光强度，lux基因表达量及体内荧光素酶酶活的影响。结果包括：1)在0-0.2mg/L的Hg²⁺浓度范围内，Hg²⁺的浓度与其对P.leiognathi YL的发光抑制率呈良好的线性关系，其相关系数R2＞0.98；2)在此范围内，P.leiognathi YL菌体的死亡率与P.leiognathi YL发光受抑制的程度也具有良好的相关性（R2＞0.96）；3)虽然lux基因的表达也受到了一定程度的抑制，但其变化与P.leiognathi YL的发光变化没有明显的相关性；4)Hg²⁺没有影响到细菌体内的荧光素酶的酶活（p>0.01）。从实验结果来看， Hg²⁺对细菌既具有细胞毒性也具有基因毒性，Hg²⁺对P. leiognathi YL的急性毒性作用下抑制其发光主要是因为造成了细菌的死亡。从SEM图上可以直观的看到细菌的死亡状态。3、Hg²⁺在P.leiognathi YL生长过程中的作用。将Hg²⁺添加到了细菌的液体培养基中，研究了Hg²⁺在P.leiognathi YL生长过程中对细菌生理特性的作用。在同样的培养条件下，Hg²⁺环境中细菌的生长和发光在时间上都出现了延迟，但仍然可以达到最高的发光强度。当以细菌数量为参考坐标对实验组和对照组比较时，相同的菌体密度下，在Hg²⁺的环境中生长的P.leiognathi YL的发光反而高于正常生理状态下的P.leiognathi YL。 P.leiognathi YL的发光强度与lux基因表达的积分值具有相关性，且两种情况下的对应关系相同。从实验组细菌中提取的荧光素酶的活性与对照组的没有显著性差异（p>0.01）。从实验结果来看，Hg²⁺的环境胁迫作用诱导了lux基因的表达，但没有影响lux基因表达生成荧光素酶到酶催化发光的过程。4、纯化荧光素酶，研究了Hg²⁺对荧光素酶发光动力学的影响。通过硫酸铵盐析、DEAE-Sepharose CL-6B离子交换柱层析和DEAE-SephadexA50离子交换柱层析的方法分离纯化了荧光素酶，获得了电泳纯的酶蛋白组分，其两个亚基的分子量分别为41KDa和36Kda。研究了Hg²⁺对荧光素酶的动力学抑制类型。Hg²⁺对荧光素酶以FMNH2为底物的抑制类型为反竞争性抑制，以Dodecane为底物的抑制类型为非竞争性抑制。