全能核酸酶（Nuc A）是一种来源于粘质沙雷氏菌的非特异性核酸水解酶,具有高效的水解核苷酸活力,能降解大多数形式的核苷酸,在生物制品行业具有重要的应用价值。由于粘质沙雷氏菌会导致人类疾病的产生,所以目前核酸酶的重组表达系统多利用大肠杆菌和毕赤酵母表达系统。由于大肠杆菌具有胞外分泌能力不足,易形成包涵体的问题,而毕赤酵母表达系统存在过度的糖基化修饰影响核酸酶活力的问题,所以未能实现更高水平的表达,因此本研究采用地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis2709）作为宿主表达,鉴于其具有良好的生产性能和培养成分简单、培养条件简易可控、遗传背景清晰、发酵成本低、表达产物稳定等诸多优势,被广泛用于各种酶制剂、抗生素的工业化生产。该菌株与大肠杆菌相比,具有胞外蛋白分泌能力强,利于下游分离纯化工艺的优势;相比毕赤酵母表达系统具有发酵周期短、相对简单的翻译后修饰系统,不会进行过多的糖基化修饰而对酶活力产生影响等。鉴于内源表达调控元件与宿主菌之间具有更优良的兼容性,本研究利用B.licheniformis 2709内源表达元件对核酸酶进行重组表达研究。首先通过质谱技术对B.licheniformis 2709分泌的主要胞外蛋白进行分离鉴定,结合宿主基因组数据分析获得其表达调控元件的位置和序列。此外,B.licheniformis 2709作为芽孢杆菌表达系统之一,是用于工业化生产淀粉酶和碱性蛋白酶的重要菌株,同时可利用控制这些酶基因表达与分泌相关的调控元件,对核酸酶进行表达。结合宿主菌基因组数据,分析鉴定得到表达调控元件分别为apr、ggt、chi和amy。利用启动子、信号肽等表达调控元件,通过基因编辑技术对核酸酶进行基因组单拷贝整合表达。对突变菌株进行酶产量检测,其中筛选得到apr表达元件能够高效调控核酸酶基因的表达,产量最高达27000±727 U/m L,显著高于对照菌株,其他3个表达元件虽能促使核酸酶表达,但表达量均低于apr介导的整合表达,考虑到组成型启动子的高表达能力往往会导致外源基因的过量表达,进而阻碍菌体的正常生长,而诱导型启动子可有效控制基因表达的时空性。此外,本研究还利用筛选到的apr表达元件对核酸酶进行了质粒表达,结果表明apr介导的高拷贝质粒游离表达产量最高在48h,为21596±671 U/m L。结果表明,apr表达元件在不同基因的表达方面具有一致性,推测其在目的基因的表达与调控方面具有相似机制,且整合表达相比质粒游离表达的方式对核酸酶基因的表达效率更高,说明在目前的发酵条件下,整合表达方式能够使核酸酶进行高效的合成和稳定的积累。为进一步提高表达水平,本研究采用多拷贝整合的方式增加基因组中核酸酶基因的浓度,结果表明,当基因组携带2个拷贝时,核酸酶产量相比于单拷贝整合提高了14.64%,高达30954±330 U/m L。在此基础上,通过单因素筛选试验对发酵条件做了初步优化,考虑到核酸酶是在面临营养短缺的环境下分泌的,将培养基碳源替换为简单碳源,目的是为了缩短发酵周期和提高酶产量。结果表明,将玉米粉替换为蔗糖、葡萄糖后,酶产量分别提高了76.16%和83.9%,极大程度上提高了Nuc A的表达量。本研究成功筛选得到能够对Nuc A实现较高水平表达调控的元件apr,并构建得到了一株高产Nuc A的多拷贝整合菌株BL apr-Nuc A-2,通过初步优化发酵工艺提高了酶产量,并对表达产物进行了初步分离纯化,最终得到比活为1.69×10~7 U/mg,实现了Nuc A较高水平的重组表达,为进一步实现Nuc A的工业化生产和应用提供了基础,也为其他毒性蛋白在该系统中的表达提供了参考依据。