为了提高纳豆芽孢杆菌产γ-聚谷氨酸能力，本试验采用针板高压电晕电场和稀土元素来处理纳豆芽孢杆菌N-0，处理结果显示:3 kV-30 min-0.8 cm的针板处理电场，可筛选到γ-PGA产量为21.2g·L-1的菌株N-E5.2，是菌株N-0γ-PGA产量的8倍;稀土元素二次处理，筛选出γ-PGA产量为22.8g·L-1的N-E5.2b，产量又提高了7.5％，且连续7次传代，发酵性能稳定。　　以纳豆芽孢杆菌N-E5.2b为研究对象，进行培养基响应面优化研究构建响应方程。获得的优化培养基(g·L-1):细菌学蛋白胨15、蔗糖46.38、谷氨酸钠45.85、酵母提取粉2.5、NaCl5、MgSO4·7H2O0.5、MnSO4·4H2O0.4、CaCl20.25、K2HPO4·3H2O5.2和KH2PO42。摇瓶发酵γ-PGA产量达38.94 g·L-1，较优化前提高了70.8％。　　提取和扩增6株不同处理菌株的pgsBCA合成酶基因，对比这6株菌的pgsB、pgsC和pgsA的基因序列及合成酶蛋白PgsB、PgsC和PgsA的氨基酸序列差异。结果显示:pgsB、pgsC和pgsA基因分别约含1170个、450个和1140个核苷酸，分别编码约390个、150个和380个氨基酸。高压电晕电场和稀土元素促使pgsBCA基因序列发生了碱基的置换和颠换、插入和缺失，合成酶PgsBCA氨基酸序列出现多处氨基酸间的替换、插入和缺失，且对序列的开端和尾端影响较大，PgsA在30～40个氨基酸区间变化显著。