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β-半乳糖苷酶（β-galactosidase, EC3.2.1.23）又称为乳糖酶,属于糖苷水解酶类,可以催化乳糖或邻硝基苯-β-D吡喃半乳糖苷（ONPG）等显色底物中的β-1,4-半乳糖苷键。β-半乳糖苷酶被广泛应用于食品工业及分子生物学领域,除了可以有效缓解人类乳糖不耐受问题,还可以作为畜禽饲料生产的添加剂,在提高饲料消化率的同时又可减少由乳糖不耐受所引起的腹泻等症状。宏基因组学技术作为一种研究自然环境样本中生物多样性的强大工具,它可以绕过实验室微生物纯培养直接对难（未）培养的微生物进行研究。本研究采集大理洱源两个温度分别为55℃和65℃热泉的泥水样,提取两个样本中微生物的宏基因组DNA,进行宏基因组测序并对测序数据进行分析。经基因组组装,分别从55℃和65℃两个热泉样本中获得864942和275787个Scaffolds。55℃和65℃热泉样本Scaffolds平均长度分别为205bp和343bp。Genemark.hmm软件基因预测得55℃热泉样本ORF数为571158,65℃热泉样本ORF数为228039,但后者的ORF的片段普遍较长。物种分类分析显示,55℃热泉微生物多为近代高温菌,涵盖变形菌门（Proteobacteria）、广古菌门（Euryarchaeota）和拟杆菌门（Bacteroidetes）等30个门；65℃热泉微生物多为原始高温菌,涵盖广古生菌门（Euryarchaeota）、栖热袍菌门（Thermotogae）和厚壁菌门（Fimicutes）等43个门；基因功能注释结果显示,65℃热泉样本下能natch到KEGG各二级代谢通路上的基因数量均远高于55℃的,这间接证明了65℃热泉样品中微生物的代谢功能强于55℃的,使得65℃热泉中的微生物能够适应较高的温度。β-半乳糖苷酶基因多样性分析显示,55℃热泉中仅有8条序列与β-半乳糖苷酶基因相关,涉及6个菌属,而65℃热泉中共有55条序与β-半苷酶基因相关,涉及19个菌属,且仍有少部分序列不能确定具体的种属。65℃热泉β-半乳糖苷酶基因系统进化树显示,该热泉中有一部分序列与来自四个糖苷水解酶超家族的参考序列亲缘关系都很远,有可能是一类新的编码β-半乳糖苷酶的基因。从65℃热泉宏基因组数据库中筛选得到一个完整的p-半乳糖苷酶基因,根据同源性分析,该p-半乳糖苷酶与Thermotoga lettingae TMO来源的糖苷水解酶（Sequence ID:YP001471199.1）同源性最高,克隆并在大肠杆菌中表达该基因,重组转化子经诱导所得酶最适反应温度为55℃,最适pH为7.5,酶液经58℃热处理30min,酶活残留65%以上,该酶能将乳糖或豆粕中的乳糖水解为半乳糖和葡萄糖,在饲料生产中有良好应用前景。