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枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）作为一种重要的革兰氏阳性菌,在工业生物技术以及合成生物学领域被广泛用于代谢工程、重组蛋白表达以及用作新型疫苗的运载体,是一种极具应用前景的新型合成生物学底盘。目前在B.subtilis中所使用的基因表达调控元件有限,主要是组成型或诱导型启动子以及终止子等,高精准性的人工调控工具较少,并且这类元件易受到底盘细胞内源遗传系统的干扰,影响基因线路的功能。因此亟待开发新的基因调控工具以充分挖掘B.subtilis在合成生物学中的应用。RNA分子元件的调节不依赖底盘细胞自身的反式作用因子,因此具有良好的正交性,有较大的应用潜力。本研究成功地在B.subtilis中构建出了基于核酶和人工适体域的适体核酶分子开关,实现了对外源基因的调控,并系统考察了这一元件在不同遗传环境中的性能。具体研究结果如下:（1）以B.subtilis为宿主,验证曼氏血吸虫锤头状核酶的功能,证明其可用性。据此构建了表达质粒pP43RZGFP,利用核酶调控报告基因GFP的表达,检测茶碱及DMSO对核酶功能的影响。结果显示,含有核酶元件RZ的枯草芽胞菌株PBP43RZGFP表达GFP的荧光强度为118 083±7 365 a.u.,而在RZ元件失活的菌株PBP43inRZGFP中,荧光强度仅为22 048±109 a.u.,表明RZ元件能够在B.subtilis中调控GFP的表达。同时,发现添加DMSO后,PBP43RZGFP的荧光强度有所提高,而添加了茶碱后,荧光强度降低。（2）将茶碱适体域融合到锤头状核酶RZ的茎环III部位,对连接茶碱适体域和核酶的通信模块进行建库筛选,构建出受茶碱调控的一系列人工适体核酶,对其中33个突变株进一步研究。使用WHBS参数分析适体核酶结构特征和调控性能之间的量化关系,结果显示,本底荧光强度和WHBS参数显著相关,表明可根据WHBS参数对适体核酶进行理性设计;另外,BG8（5’-GGT-32 nt-TCT-3’）相比其他突变体,诱导率最高,因此将该适体核酶命名为AZ进行后续研究。（3）系统鉴定了适体核酶AZ与不同启动子的适配性并以核糖开关介导的基因调控作为比较。将6种启动子PrpoB、Pylbp、PspoVG、PminC、PsigW、PyqeZ分别与AZ和E进行适配,考察两者调控异源基因表达的性能。发现由适体核酶和启动子匹配构成的表达调控元件中,AZ与启动子PrpoB适配后（rpoBAZ）诱导率最高,达到了6.2。而核糖开关E和启动子PsigW构成的表达调控组件（sigWE）对GFP表达的诱导率最高,达到16.8。尽管核糖开关的诱导率高于适体核酶,但是适体核酶的本底表达更低,表明适体核酶对于基因表达调控更加严谨。（4）为了进一步考察这两种RNA调控元件的应用范围,将适体核酶和核糖开关与不同的外源蛋白进行匹配,分析适体核酶和核糖开关调控mCherry、普鲁兰酶、纳豆激酶表达的性能。研究发现,核糖开关E构成的调控元件sigWE介导mCherry的诱导率最高（诱导率=9.2）;与此类似,P43E调控元件介导的普鲁兰酶的诱导率最高（诱导率=32.8）,产酶水平达到81 U·mL-1。适体核酶调控元件P43AZ介导的纳豆激酶诱导率最高（诱导率=2.9）。结果确证适体核酶和核糖开关对mCherry、普鲁兰酶和纳豆激酶均能实现调控。本文成功构建了可用于基因表达调控的人工适体核酶,并将适体核酶与核糖开关的调控性能进行了比较。发现适体核酶调控的严谨性好,本底表达较低,而核糖开关的调控范围大,诱导率高。本研究为在枯草芽胞杆菌中利用调控严谨的适体核酶设计复杂的遗传线路提供了依据。