纤维素是由葡萄糖单元通过β-1,4-糖苷键结合聚合而成的高分子,是植物细胞壁的主要组成部分,是全球最丰富的可再生资源,是最具有潜力的可再生原料来源,在纤维素降解利用研究领域,高效纤维素降解酶和高效产酶菌株的选育一直是研究的重点。本实验室从高温堆肥中筛选到一株白色高温双歧菌(Thermobifida alba F-7)。目前,国内外对其研究相对较少。本文对其进行初步研究发现,T. alba F-7所产纤维素酶和木聚糖酶具有较好的耐高温特性,为进一步提高菌株的产酶性能,探讨该菌的应用价值,本论文针对Thermobifida alba F-7进行了系统研究。首先从菌株的菌落形态、菌丝状态及生理生化分析方面对其进行了进一步的鉴定。该菌呈簇生长,菌落的气生菌丝呈二叉分枝状不断延伸,气生菌丝体内无隔膜,气生菌丝白色。孢子单个着生于小直孢子梗上,孢子为椭圆形或是圆形。研究发现该菌革兰氏染色阳性,能够产生胞外蛋白酶、凝乳酶、纤维素酶、淀粉酶以及木聚糖酶等,酶系较齐全。以上特征与高温双歧菌属的典型菌株白色高温双歧菌完全一致。对其粗酶液性质研究发现,T. alba F-7所产纤维素酶和木聚糖酶的最适pH中性偏酸,粗酶液在pH4～10缓冲液中处理一小时后酶活性不变,具有良好的耐酸碱性。其纤维素酶的最适反应温度为60℃,木聚糖酶最适反应温度达70℃,而且粗酶液在60℃下处理一小时后粗酶液的酶活变化很小,具有良好的热稳定性,因此,具有潜在的应用价值。为提高菌株的产酶水平,依次通过单因子法、析因设计、最陡爬坡试验以及响应面对菌株发酵产酶条件进行优化。单因素试验中筛选出最佳碳源为1%复合碳源(麸皮：木糖渣=1：1)、最优氮源为0.5%玉米浆干粉等,使菌株产纤维素酶提高近8倍,木聚糖酶提高近10倍。Plackett-Burman实验设计筛选出碳源、玉米浆干粉和磷酸氢二钠三个主效因素,利用响应面法建立了T. alba F-7可靠的发酵模型,通过回归分析准确预测了最优组合。使该菌产纤维素酶由最初的1.2IU/mL提高到13.4IU/mL,提高了11倍左右。使用传统的紫外线诱变于段对菌株进行了遗传育种,以提高菌株产纤维素酶的能力。通过平板初筛和摇瓶复筛,获得四株产酶性能提高、遗传稳定的突变菌株(UV-59、UV-114、UV-134以及UV-148),产酶能力提高了50%左右。为进一步了解该菌所产耐高温纤维素酶在工业应用中的潜力,将该菌及其突变菌株产生的粗酶液对工业废弃物木糖渣进行了糖化酶解,测得糖化液中主要成分为纤维二糖,葡萄糖含量相对较少,说明粗酶液中纤维二糖酶含量可能较低,为以后菌株定向进化提供了方向。研究发现突变菌株的糖化效果有了一定提高,对纤维素转化为还原糖的转化率约为54%,但离工业应用还有一定距离,还需要进一步遗传育种提高纤维素酶的活性及产量。研究显示在50℃、55℃和60℃下糖化生成的葡萄糖和纤维二糖的浓度差别很小,表明菌株产生的纤维素酶具有优良的耐热性能,如果能进一步提高该菌的产酶,将在某些应用领域具有一定的优势。