活性污泥法是指人为地向污水中通入空气使污水中产生富含微生物的污泥,经微生物作用使污水得到净化的方法,其作为一种污水生物处理方法距今已有一百多年的历史。活性污泥法发展至今除普通式活性污泥法外还衍生出了很多改良工艺,如氧化沟法、两段式活性污泥法、序批式活性污泥法等,但目前还没有看到利用基因工程技术对活性污泥法进行改良的报道。由此,利用活性污泥中的土著菌构建具有特定降解功能的基因工程菌用来处理更具广谱性的污染物、提升活性污泥法污染物降解能力是一种具有良好前景的活性污泥改良方式。本文在此设想上开展了实验研究。目前,利用基因工程对菌株进行改良已经成为一种相对成熟的技术,基因工程技术是指外源基因经体外重组后导入到受体细胞内,使得外源基因可以在该受体细胞内进行复制、转录、翻译和表达的一种生物学技术。本文意在活性污泥中获得一株具有独立生存能力并且能够在土著微生物群落中获得生态位的土著菌株,将其制备成为感受态细菌,利用基因工程技术导入外源性功能基因,获得功能菌株。本研究得到以下结论:首先,从长春市某污水处理厂曝气池活性污泥中分离筛选出一株菌株,经过形态学观察,菌落为圆形,菌落边缘不规则,有褶皱,不透明,扩张,污白色或微带黄色,菌体粘稠,结合分子生物学鉴定,确定菌株为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）,并将其命名为B.subtilis DH-BS01;其次,通过全基因组测序分析得到了菌株B.subtilis DH-BS01的基因组特征,菌株基因组大小为4.2 Mbp,GC含量为43.79%,包含4,116个编码基因,213个非编码RNA,10个基因岛以及4个前噬菌体,将菌株基因组在多个数据库上进行了基因功能注释,共注释到4,090个基因,各数据库上注释到不同数量的基因,对各数据库的注释结果进行了基因功能分析;将菌株B.subtilis DH-BS01与三个参考基因组进行了比较基因组分析;然后,借助基因工程手段将外源雌激素降解相关基因HSD17B14导入载体质粒pMA5中,将该载体质粒转化进感受态枯草芽孢杆菌DH-BS01中构建成为重组菌。最后,选择雌二醇为菌株降解的主要对象,对原枯草芽孢杆菌、空载枯草芽孢杆菌以及重组菌进行以雌二醇为唯一碳源的相关降解实验,当降解进行到72 h时,原枯草芽孢杆菌DH-BS01的降解率为27.2%,空载枯草芽孢杆菌DH-BS01-pMA5的降解率为21.3%,而重组菌DH-BS01-pMA5-HSD17B14对雌二醇的降解率达到57.7%,实验结果表明本实验构建的基因工程菌对雌二醇降解效率为野生型枯草芽孢杆菌菌株降解效率的二倍。本研究结果使基因工程菌株获得了比野生型枯草芽孢杆菌更高效率的雌激素降解功能,对缓解生活污水以及养殖废水中的雌激素污染,提高污水处理厂二级出水指标具有重要意义。活性污泥土著菌株B.subtilis DH-BS01具有作为基因工程受体菌的潜力,为之后利用该菌株制成特性活性污泥应用到污水污染物处理中提供了理论依据及可靠的原材料。未来的研究方向主要在于将活性污泥土著菌株B.subtilis DH-BS01通过基因工程技术改造,制备成为具有多种污染物降解功能的菌剂,将其应用到活性污泥法污水处理中以实现污水修复治理效能的提升从而改善生态环境。