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β-葡糖苷酶属于纤维素酶系的一个组分，是一类催化水解或转移β-1，4-糖苷键的酶。它的主要催化特征是可以在短链的寡糖和纤维二糖内部、芳香基团或烷基碳水化合物的基团之间降解β-1，4-糖苷键。β-葡萄糖苷酶主要应用于降解纤维素，促进茶叶、果汁以及葡萄酒中挥发性糖苷配基的释放而增香，此外它在合成低聚龙胆糖、烷基糖苷以及天然产物的改造中都有重要的作用。目前β-葡萄糖苷酶存在活力不高，活性受温度和pH耐影响大，且易受葡萄糖抑制等不足，因此挖掘具有高活力且性质独特的β-葡萄糖苷酶具有重要意义。 红树林植物凋落物非常丰富，富含木质纤维素，土壤微生物多样性高。其中大部分土壤微生物能分泌降解木质纤维素的酶类，有可能蕴藏着新颖的β-葡萄糖苷酶。为了充分开发红树林土壤微生物的β-葡萄糖苷酶及其基因资源，我们利用宏基因组技术，构建了一个红树林土壤微生物fosmid文库。文库克隆的插入片段大小在20-55 kb，平均长度约为30 kb，估算文库容量达3 Gb，文库插入片段酶切带型各不相同，说明文库的容量大，插入片段多样性高。对文库克隆进行功能筛选，获得了19个具有纤维素酶活性的克隆，其中包括17个具有β-葡萄糖苷酶活性的克隆。 通过对文库中一个β-葡萄糖苷酶阳性克隆fosSCSIO2进行亚克隆，最终获得一个新型的β-葡萄糖苷酶基因，命名为MhGH3。DNA序列分析表明，该基因全长1992bp，编码663个氨基酸。用BLAST软件进行同源性分析，该基因编码的蛋白质MhGH3与GenBank数据库中来自Sphingomonas sp.LH128的β-葡萄糖苷酶有最高同源性，一致性为64％。该基因在大肠杆菌中获得了表达，对重组酶MhGH3的酶学性质研究表明，MhGH3最适反应pH和温度分别为6.0和40℃。以4-硝基苯基-D-吡喃葡糖苷(pNPGlu)为底物时的Km和Vmax值分别为0.65 mM和66.7μmol min-1 mg-1。该酶在低温中仍然具有较高的活性，在10℃时保持有40％以上的酶活力。此外，MhGH3还具有较强的葡萄糖耐受性，在0.5M葡萄糖下仍然能保持50％以上的酶活力。 本研究还从一株产纤维素酶的深海链霉菌中克隆了一个编码潜在的β-葡萄糖苷酶基因，命名为BglNH。该基因全长1371 bp，编码456个氨基酸，同源比对发现该酶隶属于糖苷水解酶第一家族，与数据库中已知的β-葡萄糖苷酶最高同源性为61％。该基因在大肠杆菌中获得成功表达，对重组酶r-BglNH进行纯化和酶学性质研究，结果表明r-BglNH在pH6.0和45℃条件下表现出最高活性，以pNPGlu为底物时的Km和Vmax值分别为10.9 mM和24.1μmol min-1 mg-1;该酶具有耐盐性和葡萄糖底物促进作用，在0.25 M NaCl溶液下，其活性提高约1.6倍，在2.5 M NaCl溶液中放置1h后，其仍然能保持80％以上的酶活力;而在0.1 M葡萄糖存在下其活性提高约1.4倍。r-BglNH在醇类有机溶剂中具有很高的活性，在80％的己醇和辛醇中其活性仍有促进作用。此外，r-BglNH还具有较好的pH稳定性和金属离子耐受性，在pH4.0-10.0条件下酶活力稳定，大部分常见的金属离子对其活性没有显著的影响。 对β-葡萄糖苷酶r-BglNH合成烷基糖苷进行初步研究，结果表明该酶在非水相中具有合成烷基糖苷的能力，同时对合成己基糖苷和辛基糖苷的条件进行的优化。对β-葡萄糖苷酶r-BglNH合成白藜芦醇进行初步的研究，结果表明，β-葡萄糖苷酶r-BglNH能高效地水解虎杖苷生成白藜芦醇。 综上所述，本文成功构建了一个高质量的红树林土壤微生物宏基因组文库，从文库中获得了一个新型的β-葡萄糖苷酶基因MhGH3，并进行了重组酶的性质表征。同时还从深海链霉菌中克隆表达了一个新颖的β-葡萄糖苷酶基因BglNH，并对重组β-葡萄糖苷酶r-BglNH合成烷基糖苷和白藜芦醇进行了初步研究，研究结果表明该酶具有合成烷基糖苷和白藜芦醇的能力。