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碱性蛋白酶广泛应用于洗涤剂、食品、制药、皮革、诊断、废物管理和白银回收等行业，具有重要的商业价值。本文重点研究了碱性蛋白酶生产菌种的诱变筛选、微生物碱性蛋白酶的生产和发酵优化及碱性蛋白酶基因的克隆与表达。 本研究利用常压室温等离子体诱变技术对B.subtilisS1-4菌株进行诱变，以He作为放电气体，气体流量为10L/min，射频功率为120W，诱变时间为20s、40s、60s、80s。通过酪蛋白平板初筛，挑出水解圈较大的14株突变株，再通过实验室摇瓶复筛得到一株高产碱性蛋白酶菌株。经形态观察和16S rDNA序列的比较分析，将其命名为B.subtilisS1-4-2-21，其碱性蛋白酶活力最高可达25.4U/mL，相比原始菌株酶活力提高了约2倍，羽毛降解率提高了4.33％。将酶活力最高的突变株B.subtilisS1-4-2-21进行全基因组重测序，与野生菌株的参考基因组进行比较，SNP突变主要发生在A-C碱基和A-G碱基之间，非同义突变占14％，大部分的SNP突变发生在基因间序列。InDel突变主要发生在Shift，CDS区域序列，该区域可以引起移码突变。结构性变异总共有98个，其中染色体内部迁移有2个，染色体间的迁移有96个。 为研究不同培养基组分和发酵条件对该菌株的产酶影响，本研究在单因素实验的基础上选取了麸皮含量、蛋白胨含量、初始pH值三个因素为自变量，将产生的碱性蛋白酶酶活力作为因变量，进行了三因素三水平的响应面试验。优化后的发酵培养基组成为:麸皮浓度为49.46g/L，蛋白胨浓度为25g/L，初始pH为7，接种量为3％，发酵温度为40℃，发酵时间为60h，发酵优化后的碱性蛋白酶酶活力最大可达128.98U/mL，较优化前提高了约5倍。 为研究枯草芽孢杆菌S1-4降解羽毛的机理，本研究克隆了枯草芽孢杆菌S1-4的角蛋白酶基因BsuKER-68，并获得全长基因序列2421bp，该基因含有一个2271bp的开放阅读框，编码757个氨基酸。利用DNAMAN、MEGA、TMPRED、SWISS-MODEL、SOPMA等生物信息学工具对其进化树、跨膜结构分析、三级结构预测、理化性质及其二级结构等进行分析，发现其与NCBI中角蛋白酶基因的相似性为99％;相对分子质量为82.7kD，等电点为6.06;该基因蛋白为亲水性蛋白;在1-17位氨基酸具有明显的跨膜结构;系统进化树分析结果与菌株信息相一致。用同源重组的方法得到重组质粒pS-U03-BsuKER-68，并转入枯草芽孢杆菌WB600。由于目的基因在枯草芽孢杆菌WB600中的产物为胞外酶，其碱性蛋白酶可在发酵液中产生，酶活力最高可达10.6U/mL。 总之，本研究采用ARTP诱变技术诱变筛选得到一株碱性蛋白酶酶活力较高的枯草芽孢杆菌。通过基因组重测序分析得到SNP突变、InDel突变及SV突变区域。以B.subtilis S1-4为模板，成功克隆了BsuKER-68基因，并在枯草芽孢杆菌WB600中得到表达。本研究工作的开展为进一步筛选高品质碱性蛋白酶生产菌株提供了信息，同时也为将来通过基因工程改造碱性蛋白酶及其工业应用奠定了基础。