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反硝化作用是生物体N代谢和自然界N循环的重要过程，该过程既能导致农田土壤N素损失，也是废水净化和面源污染水体生物修复的主要途径。反硝化作用中间代谢物NO2-是水生生物死亡和人类肿瘤发生的重要因素；氮氧化物则是雾霾形成中的最主要因子。好氧反硝化作用化解了传统反硝化必须在厌氧条件下进行的局限，已成为废水净化和污染水体修复的主流，同时也加剧了土壤N素的流失。因此克隆好氧反硝化途径相关酶的基因，研究其表达规律对废水净化、污染水体修复、减少农田N素流失，降低人类食物中致癌因子和大气雾霾形成因子有重要意义。 本研究首先以实验室分离并保存的中华根瘤菌NP1（Sinorhizobium sp.NP1）为原始菌株，通过同源克隆，首次获得了好氧反硝化途径的napA、norB和nosZ基因全长序列并完成了上述3个基因及基因产物的结构和组成特点分析。 （1）周质硝酸还原酶基因（napA）（登录号：KR902902），该基因完整编码框序列长2505 bp，编码834个氨基酸。该基因编码蛋白质中有信号肽，蛋白的成熟位点在第31-32的AAQ-QP之间；结构中前100个氨基酸内有一个跨膜螺旋信号。（2）一氧化氮还原酶基因（norB）（登录号：KR902903），该基因完整阅读框序列大小为1347 bp，编码448个氨基酸。生物信息学分析显示：该蛋白质有信号肽，蛋白的成熟位点在第31-32的LAG-GT之间；该蛋白为12次跨膜蛋白。（3）氧化亚氮还原酶基因（nosZ）（登录号：KR080373），该基因全长序列为1920 bp，编码639个氨基酸，拥有完整阅读框。生物信息学分析表明：该蛋白质有信号肽，并且蛋白的成熟位点在第46-47的RAQ-QE之间；不属于跨膜蛋白。 本研究构建了亚硝酸还原酶基因nir（登录号：FJ598613）和氧化亚氮还原酶基因nosZ的原核表达载体，获得了相关表达产物并对表达产物理化性质及酶学特点进行了初步分析。 （1）nir基因原核表达产物的SDS-PAGE检测结果表明：亚硝酸盐还原酶大小约40 kD，与分子量的预估值一致；Western blotting证实该蛋白可与根据NIR合成的多克隆抗体发生强阳性反应；酶学性质分析表明：亚硝酸还原酶活力约为247.15 U/mL，最适pH值6.5，最适反应温度37℃，该酶活性对NaCl的耐受性为0.3 mol/L。 （2）nosZ基因原核表达产物的SDS-PAGE检测结果表明：该酶大小约70.7 kD,与预测值相符;考马斯亮蓝方法初步测定该酶表达浓度约为1.5 mg/mL。 通过qRT-PCR分析发现无论是以KNO3还是以(NH4)2SO4为唯一氮源，在12h时pH6和pH10条件下nir的表达量下降，而随着菌体生长24h时pH6条件下nir的表达量和对照组相比均增加；定量结果还发现在12h和24h时C/N5条件下nir的表达量和对照组相比增多，而在C/N20条件下nir的表达量减少，这可能与NP1菌株生长代谢有关系，C/N值过高抑制了该基因的表达。