本实验是采用刚果红染色的方法筛选出一株耐碱性木聚糖酶高产菌株，对其性质进行研究，并得到编码木聚糖酶的基因，实现该基因在大肠杆菌中的高表达，以满足生产中的需要。 (1)根据木聚糖酶分解木聚糖底物生成的寡糖不能被刚果红染色，从而在菌落周围形成透明圈这一特性，对采集的样品进行生孢子处理，并在筛选培养基上进行初筛和复筛，最终得到一株木聚糖酶高产菌株，命名为BYG5-20N，对该菌株进行普通染色、革兰氏染色和16SrDNA的鉴定，最终确定该菌株为短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus)。 (2)产酶菌株生长曲线和木聚糖酶酶学性质的研究：BYG5-20N菌株接种到LB培养基，6h开始进入对数生长期，24h时达到生长高峰，在36h时细菌的生长将到最低，随后出现了二次生长，细菌生长的最适pH值为7.0-8.0。 为了给菌体提供有效的营养，对培养基中的氮源和碳源进行了优化，在培养基中添加无机氮(NH4NO3)的基础上，用L9(34)拉丁方设计对有机氮牛肉膏、蛋白胨、酵母提取物进行比较，最终确定产酶的最佳组合为牛肉膏1.0％、蛋白胨0.5％、酵母提取物0.5％。在即定氮源的基础上，对碳源进行优化，结果发现木聚糖的产酶效果最好，木糖其次，而葡萄糖和麦芽糖有明显的抑制作用，说明BYG5-20N所分泌的木聚糖酶为诱导型酶，并且受木聚糖和木糖的双重诱导。通过氮源和碳源的选择，木聚糖酶的活力高达150IU/ml，并未优化前提高了52.54％。 对BYG5-20N分泌木聚糖酶的酶学性质进行了研究，改变木聚糖酶作用时的温度和pH值，确定该酶的最适值及其耐受性。结果显示：该酶最适反应温度为酶反应的最适温度为50℃。在60℃时酶活仍有55.36％，证明该酶属于嗜中温酶类，不具有高温耐受性；酶反应最适pH值为7.0，在pH为8.0时剩余木聚糖酶的活力为91.1％，即使反应pH值升高到9.0和10.0时，剩余酶活力仍在75％以上，说明该菌株具有耐碱性。 通过对木聚糖酶的简单动力学分析，得出反应分解速率的两个重要参数Km=4.2297mg/ml；Vmax=0.0123mg/ml·min；对BYG5-20N的发酵液进行浓缩，并对蛋白进行定量得到该木聚糖酶的比活性为615IU/mg。 (3)编码基因的获得及蛋白表达：利用通用引物，从所筛选的菌株BYG5-20N基小为25kDa，属于11木聚糖基水解酶家族。起始密码子为ATG，终止密码子为TAA，信号肽序列为1-27个氨基酸，断裂位点在第27-28位氨基酸之间。和报道的短小芽孢杆菌编码木聚糖酶基因的开放阅读框的同源性可达99％。将该基因和pET28(a)进行连接，在大肠杆菌BL21(DE3)中进行融合表达发现，宿主菌正常生长，在T7启动子控制下，合成木聚糖酶，并具有水解底物木聚糖的能力。SDS-PAGE和Zymogram进一步证实该酶确实为木聚糖酶。