现代经济的发展依赖于化石资源如石油、煤炭、天然气等的开发。而这类资源为不可再生资源，已面临短缺。可再生资源的开发利用日益引起各国政府的重视。作为可再生资源的重要组成部分，生物质资源有着其他资源不可替代的优势。纤维素是地球上含量最为丰富的一类生物质资源。以其为原料生产燃料乙醇被认为是燃料乙醇产业的重要发展方向之一。但是由于目前纤维素转化效率低、成本高等因素，燃料乙醇目前和石油依然无法竞争。 哈氏噬纤维菌（Cytophaga hutchinsonii）是自然界中广泛存在的可彻底降解结晶纤维素一类好氧细菌。其在降解纤维素方面有着降解彻底，降解速度快等特点。但是目前的研究表明其降解纤维素的机制与众不同，因此C． hutchinsonii被美国能源部列入其基因组计划，并于2005年完成其4MB的全基因组测序工作。本文拟在此基础上开展相关工作，对纤维素降解相关基因的功能进行初步的探讨，为进一步揭示其纤维素降解机制打下基础。 本文从GenBank中获得C． hutchinsonii中与结晶纤维素降解相关基因，运用多种生物信息学软件如TMHMM、SingalP、SMART等分析序列的相关信息。通过分析发现，内切纤维素酶基因的催化结构域集中于GH9和GH5家族，而β-葡萄糖苷酶则大都属于GH3家族。其中CHU1335有着特殊的结构。它由一个GH9家族催化结构域和一个推测为β折叠桶的结构组成。从它的结构上我们推测，这个蛋白可能在膜上形成一个通道，在纤维素降解中起到重要的作用。同时发现这些内切纤维素酶基因中大多缺少常见的纤维素结合结构域（CBM），推测其与纤维素结合的方式是特殊的。 本文利用实时荧光定量PCR（RQ-PCR）技术检测C．hutchinsonii在不同培养条件下各纤维素酶基因的表达差异。通过检测发现，以有机质为培养基，不同碳源（葡萄糖和纤维素）培养情况下，除CHU1336，其他几个检测的基因差异都不大。而以无机盐为培养基，不同碳源培养情况下，各基因转录情况相近。结果说明，C． hutchinsonii中检测的这几个纤维素降解基因在转录水平上差异不大，可能存在转录后调控。 本文以自杀质粒pLYL03为载体，将待敲除基因同源片段通过酶切连接与其连接，然后将构建好的载体通过E．coli的接合能力转化入C． hutchinsonii中，让其依靠同源重组将载体插入待敲除基因中，达到中断基因的作用。目前采用多种策略构建好多个含同源片段的基因敲除质粒。但在将其转化进C．hutchinsonii过程中碰到不少困难，目前已获得一个CHU1335的敲除突变子，对其验证的工作正在进行。基因敲除困难的主要原因是接合转化的效率太低，考虑到这一点，我们也尝试了电转化的方法。 本文比较了C．hutchinsonii在葡萄糖、纤维二糖、微晶纤维素、磷酸膨胀纤维素为碳源情况下生长和产酶的差异。通过比较发现，在以葡萄糖或纤维二糖为碳源时，C．hutchinsonii生长几乎无延迟期，C．hutchinsonii胞外基本检测不到酶活，且在碳源耗尽后，其OD也会迅速降低，推测是菌体自溶造成的结果。微晶纤维素或磷酸膨胀纤维素培养情况下，菌体的生长量明显低于可溶性碳源为底物的培养条件，胞外都可检测到较高的内切纤维素酶活，且磷酸膨胀纤维素条件下的产酶是微晶纤维素的3倍左右。研究表明纤维素底物对C．hutchinsonii的纤维素酶产生有明显的诱导作用。同时我们发现C．hutchinsonii在以磷酸膨胀纤维素为碳源时胞外可累积还原糖。这是首次发现该菌生长过程中积累胞外还原糖的现象。 通过这些对Cytophaga hutchinsonii分子、生化方面的初步研究，我们对该菌降解纤维素的机制有了初步的了解，为进一步揭示其纤维素降解机制奠定了良好基础。