双歧杆菌是胃肠道微生物的重要组成成员之一,同时也是有益于人类健康的益生菌,但因其自身的生长条件十分严苛以致较难从含有复杂微生物群落的样本中分离。随着组学技术的飞速发展,研究者们可以从基因层面解析双歧杆菌,进而挖掘及设计利于其生长的条件,提高该菌在样品中的分离效率。前期研究发现,双歧杆菌基因组中存在大量糖苷水解酶（glycoside hydrolases,GH）,这些酶能高效转化环境中的多种碳源,为双歧杆菌提供能量来源。因此,寻找能被双歧杆菌特异性GH利用的非常规碳源物质,并以此物质作为分离培养基的单一碳源,有助于提高双歧杆菌筛选分离效率。此外,由于目前市场上依然缺乏高活力和性质优良的GH,且许多商业化GH并不能直接用于食品行业。而来自益生微生物的GH相对安全,因此可利用双歧杆菌挖掘具有高活力和性质优良的GH。本研究应用宏基因组学,泛基因组学和酶学确定双歧杆菌中主要的GH,并用于设计分离双歧杆菌的选择性培养基,再基于双歧杆菌全基因组数据挖掘双歧杆菌中具有良好功能的β-半乳糖苷酶（GH2/42）。主要结论如下:（1）GH13,GH3,GH42和GH43家族在双歧杆菌中广泛存在。对144株双歧杆菌全基因组进行泛基因组分析,结果显示GH13,GH3,GH42和GH43家族在双歧杆菌中广泛存在。进一步泛基因组分析（选择5个肠道微生物属（Alistipes,Anaerostipes,Barnesiella,Blautia和Collinsella）作为参照）,结果显示这四个家族中的β-半乳糖苷酶,β-葡萄糖苷酶,低聚-1,6-葡萄糖苷酶,蔗糖磷酸化酶,海藻糖-6-磷酸水解酶,普鲁兰酶和β-木糖苷酶对双歧杆菌更具偏好性。同时对粪便样本S171和S201进行宏基因组测序分析,结果表明长双歧杆菌在双歧杆菌属中占主要地位,不同样本之间的双歧杆菌含量存在差异以及β-半乳糖苷酶的基因数最多。进一步通过SWISS-MODEL结构预测,结果显示宏基因组中这7种GHs具有GH3,GH13,GH42和GH43家族的典型结构,即宏基因组中存在的这7种GHs具有水解相应底物的潜力。（2）使用对双歧杆菌具有偏好性的GHs相对应的寡糖作为选择性培养基的主要碳源可以提高双歧杆菌的分离培养效率。根据泛基因组和宏基因组的分析结果,采用棉子糖,海藻糖,纤维二糖,蜜二糖,乳果糖,乳糖,蔗糖,抗性淀粉,普鲁兰糖,木聚糖和葡聚糖作为选择性培养基的主要碳源。在以乳糖,棉子糖和木聚糖为主要碳源的培养基中,可培养双歧杆菌占可培养微生物总数的百分比分别为89.39%±2.50%,71.45%±0.99%和53.95%±1.22%,而普通GAM（Gifu anaerobic medium）培养基仅为17.90%±0.58%,且木聚糖可能是有益于宿主健康的益生元。在分离得到的76株菌中有28株双歧杆菌,占总数的37%。全基因组测序的22株双歧杆菌的基因组内普遍存在莫匹罗星和利福平抗性基因,无毒力基因。（3）来源于双歧杆菌的β-半乳糖苷酶B17＿2具有商业化应用潜能。成功得到双歧杆菌中的两个β-半乳糖苷酶B17＿2和B26＿3,大小分别为719和697个氨基酸,都属于GH42家族。两者最适pH分别为5.5和6.0,最适温度均为45℃。低温短时间（35～40℃,10～30min）处理后,酶B26＿3的相对活性会大幅度提升且最高可达300%。而酶B17＿2不适合任何温度处理,但是表现出良好的酸碱（pH=4.0～8.0）耐受性。酶B17＿2和B26＿3的Vmax分别为3.83±0.14 mmol·（min·g）-1和（1.11±0.063）×10-3 mmol·（min·g）-1;Km分别为1.75±0.2 m M和1.7±0.27 m M;Kcat分别为5127±183 s-1和1.47±0.084 s-1。