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本研发团队研制出的多功能微生物菌剂发酵秸秆后能够有效改变其细胞组织结构，提高秸秆的纤维素利用率。发酵菌剂中的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)N2-10菌株对秸秆木质纤维素有较强的降解作用。本研究旨在通过对枯草芽孢杆菌N2-10菌株进行基因组测序及分析，克隆木质纤维素酶相关基因，为阐明发酵菌剂降解秸秆木质纤维素的机理提供理论依据。研究内容如下: 利用Illumina高通量测序平台对B.subtilis N2-10菌株进行基因组测序，基因组大小为4，031，619bp，GC含量为43.76％;含有4083个基因，其中包括65个tRNA，1个tmRNA，1个rRNA，4016个CDS;通过KEGG代谢通路注释和GO功能注释获得了3个木质纤维素降解酶基因，分别为内切葡聚糖酶基因、木聚糖酶基因、漆酶基因。 从B.subtilis N2-10菌株中克隆了内切葡聚糖酶基因，基因全长1500bp，ORF长度为1500bp，编码499个氨基酸，同GenBank中其它芽孢杆菌内切葡聚糖酶的氨基酸序列进行Blastp比对，同源性在93％以上。利用NCBI数据库中CDD软件对β-1，4-内切葡聚糖酶功能保守域进行分析，发现该蛋白具有纤维素酶特异性位点，属于糖苷水解酶家族5，并且具有CBM3纤维素结合结构域。在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中表达的融合蛋白具有内切葡聚糖酶活性，酶活力为93.197U/mL。 从B.subtilis N2-10菌株中克隆了木聚糖酶基因，基因全长642bp，ORF长度为642bp，编码213个氨基酸，同GenBank中已报道的其它芽孢杆菌木聚糖酶的氨基酸序列进行Blastp比对，同源性在90％以上。利用NCBI数据库中的CDD软件对木聚糖酶功能保守域进行分析，发现该蛋白含有典型的糖苷水解酶11族的催化结构域。在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中表达的融合蛋白具有木聚糖酶活性，酶活力为24.347U/mL。 从B.subtilis N2-10菌株中克隆了漆酶cotA基因，基因全长1542bp，ORF长度为1542bp，编码513个氨基酸，同GenBank中已报道的枯草芽孢杆菌漆酶的氨基酸序列进行Blastp比对，同源性在99％以上。利用NCBI数据库中的CDD软件对该漆酶功能保守域进行分析，发现该蛋白属于铜氧化酶超家族，具有3个铜氧还原素结构域。在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中表达的融合蛋白具有漆酶活性，酶活力为108.333U/L。 本研究分别克隆了枯草芽孢杆菌N2-10菌株的内切葡聚糖酶基因、木聚糖酶基因、漆酶基因，并于大肠杆菌中成功表达，且产物均有活性，证实了N2-10菌株存在木质纤维素降解相关基因。