氢能源以其燃烧值高、清洁无污染、适用范围广等诸多优点，被认为是未来最理想的能源。厌氧发酵产氢菌能分解工农业废物、城市垃圾和其它生物质产氢，不但使废物资源化，而且能净化环境，对生态保护具有重要意义。　　 论文的第一部分旨在通过厌氧发酵产氢细菌资源和其代谢特征的研究，发现有重要应用价值的菌株；通过了解这些产氢细菌的生物学特征，探讨影响氢产量的因素，为工业发酵提供理论基础。主要研究结果如下：　　 1.通过富集、滚管和系列稀释等方法，共获得20株厌氧发酵产氢细菌，被鉴定为10个属的11个种。其中菌株GW被定为新属及新种Proteinoborusethanoligenes；菌株PML14被定为新属和新种Xylanolyticum bezjingensis；菌株HT被定为新种Spirochaeta saccharolytica。另外还描述了一株新的乙酸乙醇型高温产氢菌Thermobrachium celere T42。　　 2.对菌株T42的产氢特征研究发现，其产氢的最佳初始pH为7.2，最佳温度为62℃；在最佳条件下的氢转化率达到1.06 mol H2/mol葡萄糖，最大产氢速率达到24.0 mmol H2/gDW/h。20 mmol/L的Mg2+和2 mmol/L的Fe2+分别提高菌株T42的产氢量20％和23.3％。当菌株T42和热自养甲烷热杆菌(Methanothermobacterthermautotrophicus)Z245共培养时，由于降低了培养物的氢分压，葡萄糖的利用率和氢的产量分别提高1倍和2.8倍，发酵产物乙酸和乙醇的比例也从1提高到1.7。　　 3.产氢菌T42在对数生长后期严重自溶，同时伴随产氢量的下降；但与甲烷菌共培养时，其细胞自溶大大减缓，并延长了产氢过程。对可能导致自溶的因素的分析结果显示，其主要的代谢产物乙酸和乙醇对细胞自溶都无影响；而将对数生长中期的菌液进行浓缩后再继续培养，发现细胞自溶和细胞的密度相关，即密度越高细胞越易自溶。同时细胞自溶还和生长时期相关，即进入稳定期后的细胞开始自溶。将自溶培养物的无细胞上清液加入产氢菌T42的培养物中加速了其细胞的自溶，说明上清液中可能存在自溶素或群感效应信号分子从而上调自溶素的表达。为了检测菌株T42中可能存在的群感效应，采用常见的分子传导检测系统，即AHL(高丝氨酸内酯)检测系统和AI-2(呋喃硼酸二酯)检测系统检测可能的信号分子，但均未检测到这两种信号分子的存在。经加热、肽酶和蛋白酶等处理的自溶培养物的上清液也没有完全消除对菌株T42自溶的激发作用，说明其中可能含有某种耐热的小分子信号分子。　　 以溶壁微球菌(Micrococcus lysodeiklicus)为自溶素底物，复性SDS-PAGE分析菌株T42中可能存在至少5种自溶素，分子大小在50 kDa到85 kDa之间。其中62 kDa的自溶素活性最高且主要分泌在胞外，其活性似乎和细胞密度相关。对这个蛋白的肽质谱分析显示可能是inositol-5-monophosphate dehydrogenase，与已知的细胞壁水解酶的序列相似性很低，值得进一步研究。　　 纤维素是自然界最丰富的可再生资源。纤维素酶系统不仅仅是多种酶的集合体，而且在功能上相互协同。本论文的第二部分旨在利用未培养技术构建瘤胃微生物基因组BAC文库，通过纤维素酶活克隆的筛选获得降纤维的酶基因/簇。　　 从一个具有CMC(carboxymethylcellulose)酶活和α-乙酸萘酯酶活的BAC克隆出发，构建了亚克隆文库，并从中筛选到一个具有水解CMC活性的亚克隆。该克隆全长2336 bp，有两个完整的阅读框，序列分析显示它们均编码第9家族的糖苷水解酶，并和产琥珀酸纤杆菌(Fibrobacter succinogenes)中β-1，4-内切葡聚糖酶(endo-1，4-beta-D-glucanase)的氨基酸相似性分别为79％和55％。另外构建了用于鸟枪法测序的亚克隆文库，序列分析显示在这个BAC克隆上具有β-1，4-内切葡聚糖酶和木酮糖激酶等纤维素降解相关的基因及金属离子吸收和蛋白运输等生理生化代谢相关的基因。