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近年来,构建有益安全的能分泌纤维素酶的乳酸杆菌重组菌,并期望将其用作饲用微生物添加剂,既可维持动物肠道健康又可提高反刍动物粗饲料利用率。可是,高效分泌纤维素酶的基因来源一直是研究难点和热点之一。本研究从可有效利用树木纤维素作为食源的昆虫——桑天牛(Apriona germari)体内分离培养有效降解纤维素的细菌菌株,并克隆其纤维素酶基因,先在大肠杆菌中作原核表达,再构建含内切葡聚糖酶基因的表达载体,最终转化至罗伊氏乳酸杆菌(Lactobacillus reuteri)中表达,并对重组的乳酸杆菌发酵作物秸秆饲料的效果进行了分析,旨在说明人工重组乳酸杆菌基因工程菌的工作效果。获得的主要结果如下:1. 利用纤维素酶筛选培养基从桑天牛(Apriona germari)中分离获得产纤维素酶的细菌3株(C1、C2、C3),经鉴定分别为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。比较分析结果表明,枯草芽孢杆菌C3株的纤维素酶活性较高,其最适温度42℃、最适p H为5.5,其酶促反应的最适温度为60℃、最适p H为5.0,在此条件下的纤维素酶活性可达到2.205 U/m L。2. 从枯草芽孢杆菌C3菌株中克隆获得内切-β-1,4-葡聚糖酶基因Nqm和β-葡萄糖苷酶基因Bq T,构建了原核表达载体p ET-Nqm、p ET-Bq T,在大肠杆菌中实现了原核表达。结果显示Bq T基因的表达蛋白pro Bq T无任何纤维素酶活性。而Nqm基因的表达蛋白pro Nqm羧甲基纤维素酶(CMCase)活性达到2.366 U/m L(70℃,p H 5.5),pro Nqm的β-葡萄糖苷酶活性达到1.428 U/m L(50℃,p H 5.5)。Bq T和Nqm基因构建的重组大肠杆菌表达产物的蛋白大小分别约为27 k Da和54 k Da。将Bq T和Nqm基因进行融合表达,产生的蛋白大小约35 k D,在最适条件60℃、p H 6.5,其融合表达产物羧甲基纤维素酶活性为2.517 U/m L。3. 将目的基因Nqm与启动子P32、信号肽SPlp0373、p LEM-415载体采用酶切连接方式构建成了内切葡聚糖酶分泌表达重组载体p LEM-P32SPNqm,并将其转化至罗伊氏乳酸杆菌中分泌表达。酶学性质测定结果表明,该重组乳酸杆菌的产酶最适温度和时间分别为37℃、24 h,产酶活性(CMCase)为2.06 U/m L。其酶促反应的最适温度和p H分别为60℃、6.0。在50~70℃、弱酸性条件下该酶的稳定性较好。金属离子Na+、K+、Mn2+对酶促反应有促进作用,而Mg2+、Cu2+对酶活性的抑制作用较大。4. 用上述重组乳酸菌发酵秸秆饲料时,发现其对玉米秸秆、苜蓿秸秆、小麦秸秆的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的相对降解率分别为10.42%、21.12%,4.99%、7.85%,4.57%、9.53%,均有具有一定的降解作用。综上所述,从桑天牛体内获取的枯草芽孢杆菌纤维素酶基因Bq T与Nqm,可以协同分泌酶活性较高、分子量较小的纤维素分解酶蛋白。基于Nqm基因构建的人工重组乳酸杆菌对常见的秸秆饲料具有一定的降解能力。