现代生物质能源作为新一类的可再生能源,它具有资源丰富、低污染、高热值等特点,主要指经过一系列转换技术生产出高品位能源产品来代替化石燃料,其中最主要的是燃料乙醇的生产,目前已受到世界各国的普遍关注和重视。第一代燃料乙醇主要利用淀粉和糖类物质(玉米、大豆和甘蔗等粮食作物)为原材料,不仅产量有限,生产成本也受制于粮食价格的变化,而且还引起了粮食与能源的不良竞争。因此,为了提高燃料乙醇的可持续性,研究人员把目光转向第二代燃料乙醇的生产,主要利用木质纤维素为原材料(如农作物秸秆、能源植物等),生物酶催化水解为糖类物质后发酵生产生物乙醇。目前,第二代生物燃料的研究主要集中两个方面来降低生产成本,一是寻找新型纤维素酶基因或者构建产高效纤维素酶的工程菌株,一是培养易处理的高纤维素含量能源植物。本文以实验室构建的芒草驯养牛瘤胃微生物宏基因组文库和白蚁肠道微生物宏基因组文库为材料,筛选了具有纤维素酶活力的功能菌株。其中,从牛瘤胃微生物文库中筛选到的2-C5菌株具有p-葡萄糖苷酶和CMC酶活性,功能基因全长1414bp,查找出ORF为657bp(命名为unbifC5),编码219个氨基酸。从白蚁肠道微生物文库中筛选到的1-B6菌株具有β-葡萄糖苷酶活性,功能基因全长1021bp,ORF长为825bp(命名为ungluB6),编码275个氨基酸。然后,本文根据序列信息设计特异性扩增引物克隆功能基因,采用Escherichia coli BL21(DE3)原核表达系统、pET28a(+)为表达载体,成功构建了功能基因的重组菌株pET-unbifC5/BL21,经过0.1mMIPTG,37℃诱导6h表达出功能蛋白质unbifC5,并通过Ni-NTA His-Bind Resins纯化。接着对unbifC5功能蛋白质酶学性质分析中,发现其仍具有β-葡萄糖苷酶活性而丢失CMC酶活性,可能是全长基因编码多个开放阅读框的原因；unbifC5β-葡萄糖苷酶最适反应温度为37℃,pH为6.4,耐酸性环境,遇热不稳定；以pNPG为底物测定β-葡萄糖苷酶活力达65.49U/mL,而且功能蛋白质在低浓度葡萄糖的存在下,β-葡萄糖苷酶活力有所增加,在近400mM葡萄糖浓度下仍保留60%,unbifC5的其它性质还有待进一步研究。本文为挖掘未培养微生物中丰富的纤维素酶基因资源,实现燃料乙醇可持续生产奠定了一定的基础。