木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚类三维网状高分子芳香族化合物，同时也是自然界最丰富的芳香族化合物，其分解与陆地上碳循环密切相关。提取木质纤维素中的纤维素使其转化成乙醇，是生产第二代生物质能源的关键步骤。但是由于木质素是一种非常稳定的化合物，难以降解是实现生物乙醇转化的主要屏障，因此关于木质素的微生物降解研究具有非常重要的意义。此外，木质素是自然界中含量第二丰富的生物质，主要来源于纤维素乙醇和制浆造纸工业中的副产物或者农林废弃物，如果能对木质素的生物降解过程进行有效的控制，那么木质素具有生产芳香族化工原料的潜力。真菌降解木质素的研究已经深入的进行了多年，并取得丰富的成果，但是仍然未开发出一种能商业化应用的木质素生物转化技术，而关于细菌降解木质素的研究还处在初级阶段。由于丰富的生物多样性和良好的环境适应能力，细菌在木质素降解方面深受研究人员的关注，越来越多研究表明细菌在木质素的生物降解过程中起到重要的作用。　　本论文从实验室保藏的细菌中筛选到能够利用木质素为唯一碳源生长的菌株Bacillus ligniniphilus L1，表明其具有降解木质素的潜力。为了进一步确定Bacillus ligniniphilus L1降解木质素的能力及其在木质素生物转化过程中的应用前景，对其降解木质素特性、代谢产物及木质素降解基因进行了系统的研究。主要研究成果如下：　　1.以木质素为唯一碳源培养Bacillus ligniniphilus L1，发现该菌在碱性条件下的生长态势较好。在pH9的木质素培养基中，7天内使培养液色度下降了30％。Bacillus ligniniphilus L1通过分泌木质素降解酶修饰/降解木质素，其分泌的漆酶和锰过氧化物酶活性分别达到147U/L和273.6U/L。综合数据表明，Bacillus ligniniphilus L1具有降解木质素的潜力。　　2.通过GC-MS分析Bacillus ligniniphilus L1降解木质素过程产生的代谢产物，发现有多种苯化合物，由此推断Bacillus ligniniphilus L1首先将木质素大分子解聚成小分子苯化合物，然后进一步将小分子苯化合物降解直至进入三羧酸循环。在Bacillus ligniniphilus L1的木质素降解产物中，有许多具有工业价值的苯化合物（如香草醛）。　　3.分别以葡萄糖培养基和木质素培养基培养Bacillus ligniniphilus L1，提取总RNA进行转录组测序。对测序结果进行生物信息学分析发现，以木质素为碳源培养Bacillus ligniniphilus L1时，差异表达的基因共有1689个，其中上调表达的基因为1168个，下调表达表达的基因为521个。对差异表的基因进行GO功能分析，发现有254个基因归入细胞组分，860个基因归入生物学过程，1221个基因归入分子功能。对差异表达的基因进行pathway富集分析，发现参与Metabolism通路的基因最多。　　4.对Bacillus ligniniphilus L1的转录组测序序列分析，发现其含有丰富的编码木质素降解酶的基因，包括攻击木质素主体结构的漆酶和过氧化物酶的编码基因以及使苯环开环的原儿茶酸-2,3-双加氧酶、儿茶酚-2,3-双加氧酶等蛋白的编码基因。对Bacillus ligniniphilus L1降解木质素的代谢途径作初步推断，发现Bacillus ligniniphilus L1可能通过儿茶酚间位裂解途径和原儿茶酸开环途径降解木质素。