嗜碱芽孢杆菌N16-5（Bacillus sp.N16-5）是一株从内蒙古乌都淖湖沉积物中分离得到的半纤维素降解菌,可以利用甘露聚糖等半纤维素快速生长。前期的转录组研究发现了该菌基因组上的甘露聚糖基因簇,通过序列预测发现该基因簇编码甘露聚糖降解酶ManABCDEF,转运蛋白ManHIJ,以及调控蛋白ManR。其中ManA和ManH已经被成功表征,分别是胞外内切β-1,4-甘露聚糖酶和甘露寡糖转运蛋白底物结合蛋白。本论文旨在研究调控蛋白ManR对甘露聚糖降解基因簇中各相关基因转录的影响,序列预测表明ManR为LacI家族调控蛋白。本实验首先探究了 N16-5野生型菌株和manR缺失菌株甘露聚糖基因簇上各相关基因（manABCJH）在不同底物条件下的转录水平,结果显示manR敲除株基因簇上各相关基因转录水平较野生菌株在木糖条件下显著上调,manB、manA、manC、manH、manl的转录水平分别是野生型的132倍、24倍、52倍、21倍和15倍。敲除株和野生株基因转录水平差异在甘露聚糖条件下不显著,推测是由于野生株虽然表达ManR蛋白,但以甘露聚糖为底物的情况下,蛋白可以与效应物结合从而解除抑制。以上结果说明ManR为负调控因子。本实验进而构建了 ManR回补菌株,经检测基因簇上相关基因的转录水平均有一定程度的回复。本论文同时研究了 ManR敲除株对嗜碱芽孢杆菌利用甘露聚糖能力的影响,发现敲除菌株在生长初期3-6h会出现还原糖积累的现象,而后期还原糖被快速利用与野生型趋于一致。这说明敲除菌株中胞外聚糖酶在初期就能够大量表达,降解聚糖产生还原糖。本研究同时发现菌株N16-5发酵液上清可以降解槐豆胶产生分子量不同的寡糖,而发酵液上清和菌体破碎液上清共同作用可以进一步降解底物产生小分子量甘露寡糖、甘露糖及半乳糖,被菌体代谢利用。本论文揭示了该菌株甘露聚糖利用的调控机制:甘露寡糖由胞外ManA降解甘露聚糖产生,并由甘露寡糖转运蛋白ManHIJ转运进胞内。寡糖作为效应物与抑制蛋白ManR结合解除对甘露聚糖利用基因簇的抑制。本论文围绕嗜碱芽孢杆菌N16-5甘露聚糖利用基因簇的调控机制进行研究,证实了 ManR是一个以甘露寡糖为效应物的负调控因子。该研究揭示了嗜碱芽孢杆菌N16-5甘露聚糖基因簇的调控方式,有助于我们理解细菌在多糖利用过程中的应答和调控机制。