亮發光桿菌發光基因(1uxgene)系統中包括結構基因luxC，D，A，B，E和調節基因luxI和luxR等。從不同發光細菌中分離得到的發光基因其種類和數量有所差異，但以上五個結構基因luxC，D，A，B，E是普遍存在于已知的所有發光細菌中的。編碼菌熒光素酶的基因是luxA和luxB，在lux操縱子中，luxA和luxB是緊密相連的。以哈維氏弧菌(Vibrioharveyi)為例，其luxA基因中含有1065bp，編碼的α亞基是355個氨基酸的多肽，分子量為40kD；luxB基因中含有972bp，編碼的β亞基是有324個氨基酸的多肽，分子量為36kD。由α、β兩亞基組成的熒光酶的分子量為76kD。亮發光桿菌編碼脂肪酸還原酶(多肽轉移酶和還原酶)的luxC和luxD位于luxA、luxB基因的上游一側，編碼合成酶的luxE基因位于luxA，luxB基因的下游一側。luxC含有1431bp，編碼的蛋白質含有477個氨基酸，分子量為55kD；luxD編碼的蛋白質分子量為33kD；luxE編碼的蛋白質分子量為42kD。在明亮發光桿菌中還發現有luxF基因，它通常位于luxB和luxE之間，其編碼的蛋白質分子量為26kD左右，但luxF基因在弧菌屬和異短桿菌屬中的發光基因系統中尚未被發現。在以上所有菌株的操縱子中，這些基因的順序都相同，均為luxCDAB(F)E。
在lux系統中，結構基因上游有2個調節基因，它們是luxI和luxR。它們分別屬于兩個不同的操縱子之中，luxI在右面的操縱子中，右面的操縱子中還含有luxCDAB(F)E基因，luxI位于luxC的上游。lux系統的整個結構如下：luxR，luxDAB(F)E。luxI編碼的是發光細菌自誘導物(autoinducer)因子合成酶，luxR編碼的是發光系統的調節蛋白。研究表明，luxI和luxR基因的表達產物都是lux系統完整表達并產生發光的調節物質，亮發光桿菌任何一個基因的有效突變都會改變lux系統的表達水平，甚至使發光細菌變為暗變種。