纤维素是地球上最丰富的可再生资源,可利用率低,有的直接采用焚烧的方法,引起严重的环境污染。在自然环境中存在大量能够降解纤维素的微生物,因此可利用微生物对纤维素进行降解,产生一系列有用的副产物,还能减少对环境的污染。而纤维素的水解需要纤维素酶,纤维素被内切酶和外切酶水解成纤维二糖和低聚糖后,由纤维二糖酶将以上产物水解生成葡萄糖。纤维二糖酶用途广泛,不仅能应用于生物燃料,解决紧缺的燃料问题,而且可应用于食品、化工、生物制造等诸多工业生产中。因此对纤维二糖酶的研究具有重要的理论和实用价值。本论文的主要结果如下：1.以紫外诱变获得的高产纤维素酶黑曲霉C112菌株RNA为模板,采用RT-PCR技术克隆黑曲霉C112的纤维二糖酶基因bgl(GenBank登录号：KP307454)；该基因全长2934bp,含有非编码序列,编码860个氨基酸,等电点为4.70,蛋白质理论分子量为93.33kD,核酸序列与数据库的Aspergillus niger(GenBank登录号JX982101.1)同源性达到了99%；其中A644个、T666个、G834个、C790个,G+C含量为55.35%。酸性氨基酸残基总数(Asp+Glu)为99,碱性氨基酸(Arg+Lys)为64,表明其为酸性蛋白质。20种氨基酸中甘氨酸(Gly)含量最高,为10.7%：丙氨酸(Ala)次之,为9.07%。2.以pPIC9K作为黑曲霉纤维二糖酶基因的表达载体,筛选得到阳性克隆；采用化学转化手段将带有目的基因的pPIC9K质粒转化入毕赤酵母SMD1168中；通过SDS-PAGE蛋白电泳检测到大小为93.3 kD的蛋白条带,与预期目的蛋白大小相符。3.对重组毕赤酵母菌产纤维二糖酶进行分析,以YG为培养基,每隔12h取发酵上清液,测定纤维二糖酶酶活力,发酵时间为96 h时纤维二糖酶酶活力最高,纤维二糖酶酶活力达到30.37 U/mL；纤维二糖酶最适反应温度为50℃,最适反应pH为5.0。用1 mM Mg2+处理之后纤维二糖酶的相对活力最高,相对酶活力为110.2±6.5%；用1 mM Mg2、K+、Ca2+和Pb2+处理都能够有效的增加酶的活力,1mM Na+和Fe2+对酶活没什么影响,而1mM Fe3+、Li+、Zn2+、Cu2+、 Mn2+和Ag+对纤维二糖酶具有抑制作用。化学试剂2 mg/mL SDS和10mM EDTA对纤维二糖酶酶活影响不大,1 mM β-mercaptoethanol能够有效的提高纤维二糖酶的酶活力。说明一定的金属离子能够有效提高纤维二糖酶的活力。4.利用产纤维二糖酶的重组毕赤酵母,确定基础发酵培养基最佳碳源、氮源,并在摇瓶发酵基础上,采用单因素试验法从诱导时间、接种量、pH值、甲醇浓度考察发酵条件对纤维二糖酶活力、蛋白表达量和菌体生物量的影响,利用响应面分析法确定关键影响因子的最佳参数。优化后的基础发酵培养基最佳碳源为麸皮2.5%(W/V),最佳氮源为玉米浆粉3.0%(W/V)。获得最佳发酵条件为：诱导时间96 h、接种量为15%(V/V)、初始pH值5.0、甲醇浓度1.0%(V/V)。在此最佳发酵条件下,纤维二糖酶的理论酶活最大值达到32.80 U/mL。验证试验发酵培养基纤维二糖酶活为(32.24±0.51)U/mL,外源蛋白表达量为(131.57±1.52)mg/L,与预测值接近。5.在摇床优化的基础上,利用5L发酵罐对重组毕赤酵母产纤维二糖酶的发酵过程进行了放大,并且该菌株在5L发酵罐中分批发酵的数据为参考,结合数学推导,建立了分批发酵生产纤维二糖酶的菌体生成,纤维二糖酶的合成以及基质消耗动力学模型,如下：(1)菌体生长动力学模型(2)基质消耗动力学模型(3)纤维二糖酶合成动力学模型所建模型基本能够描述重组毕赤酵母产纤维二糖酶的动态过程,可以为以后的进一步的工业放大实验提供理论参考。