粘细菌具有复杂多细胞行为特性和丰富次级代谢产物，有重要的基础研究和应用开发价值，但研究困难。申请人1996年在国内率先开始粘细菌的研究。1、发展了粘细菌分离培养技术并建立我国最大的粘细菌资源菌库；2、阐明粘细菌fruiting和non-fruiting类群新概念，提出粘细菌及其复杂形态发生的进化起源假说；3、发现海洋粘细菌水陆两种生长发育模式，并证明细胞行为社会性是粘细菌进化适应的重要基础；4、在粘细菌中首次发现自主复制质粒并构建遗传操作系统，为粘细菌遗传学深入研究提供可能性；5、以抗肿瘤新化合物Epothilones为对象开展粘细菌资源应用的技术和基础研究。近五年来，在国际专业顶级期刊发表学术论文20余篇，获得国家发明专利5项，完成成果鉴定2项并实现成果转化。申请人拟进一步开展：粘细菌及其细胞行为社会性的适应进化，阐明其分子机制并利用，以此推动粘细菌的广泛研究和应用。

粘细菌具有复杂的社会性行为并能够产生丰富的次级代谢产物，具有重要的基础研究和应用开发价值。本研究在前期工作的基础上，1、对粘细菌及其社会性行为的适应进化机制进行了研究；2、进一步探索了粘细菌在我国及周边地区的分布情况；3、对具有应用前景的粘细菌遗传资源进行了探索和分析。粘细菌一直以来被认为是一类经典的土壤微生物但并不被认为是土壤中的优势菌群，我们通过第二代测序技术对校园土壤中粘细菌的存在和生活状况进行分析，发现粘细菌为土壤中的优势菌群，对数据库中土壤宏基因组数据的分析也证实了这一结论（0.56%~7.90%）；在对淡水湖底沉积物和深海以及火山口沉积物粘细菌类群的调查中，发现这些被认为不是粘细菌经典生境的环境中也存在大量的粘细菌资源，并且陆地和海洋粘细菌存在着典型的生物地理分布特征。粘细菌作为研究细菌社会性行为的模式生物，仍有很多问题值得探讨，我们发现Myxococcus xanthus DK1622中双拷贝的分子伴侣GroEL蛋白存在功能分化，且这种功能分化是因为GroEL的底物特异性所致；不同菌株间pilA基因的置换实验表明其具有种间特异性，并且与不同菌株间的相互识别有关，pilA基因也参与粘细菌的S-运动，这一结果表明pilA基因功能的多效性；M. fulvus HW-1在海水和非海水条件下表现出不同的细胞行为，通过微阵列芯片分析发现外膜蛋白基因MXAN4042和双组分系统基因MXAN3106同时参与了细胞的盐离子耐受和多细胞子实体发育，随机突变实验则发现一个水平转移基因hdsp对于HW-1的海洋适应性具有重要作用，为了进一步研究HW-1的生活模式及分子机制，我们完成了该菌株的全基因组测序。堆囊菌具有降解多种大分子化合物的能力并能够产生重要的抗癌物质——埃博霉素，我们对其降解纤维素及脂类的遗传机制进行了分析，并发现了多种具有优良化学特性和生物活性的埃博霉素衍生物。不同堆囊菌菌株混合培养能够有效的提高埃博霉素基因簇的表达量和埃博霉素的产量。对目前已知的最大细菌基因组——纤维堆囊菌So0157-2基因组的分析暗示基因组扩张可能与其所处的碱性环境有关。