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家禽养殖场和屠宰场每年会产生几万吨的羽毛废弃物,这些羽毛废弃物中含有丰富的且有价值的角蛋白和氨基酸,其主要成分是角蛋白。角蛋白中含有丰富的二硫键,而使其在羽毛废弃物很难被降解。微生物降解羽毛角蛋白目前已经成为一个吸引人的方法,用于处理角蛋白废弃物。本试验从陕西省杨凌区崔西沟养鸡场采集了样本土样,在以羽毛为唯一碳氮源的培养基中,共分离出13株细菌。对分离的菌株进行16S rDNA PCR-RFLP分析,并对不同类群的代表菌株进行16S rDNA序列进行测定和降解能力的测定,最终获得1株对羽毛降解能力最强的菌株,该菌株能够能在7天内将10 g/L羽毛完全降解。通过形态学和分子生物学方法鉴定,该菌株与节杆菌G2-1T(Arthrobacter nitroguajacolicus G2-1T)相似度最高(100%),并结合生理生化,初步将该菌株鉴定为Arthrobacter sp.ZJT01。对菌株ZJT01产角蛋白酶的酶学性质进行了初步的研究,结果表明:菌株ZJT01最适发酵温度是30℃,最适发酵时间为3天;粗酶液的最适pH为8,最适温度是35℃;异丙醇、二甲基亚砜(DMSO)、CaCl2和KCl对角蛋白酶具有一定的抑制作用,MgCl2能够促进角蛋白酶的酶活。该角蛋白酶能够被PMSF抑制,所以该角蛋白酶属于丝氨酸类角蛋白酶。为提高其角蛋白酶的活性,我们通过基因组改组的方法来获得高产菌株。首先通过硫酸二乙酯(DES)和亚硝基胍(NTG)诱变获得突变体库,然后通过原生质体融合使多亲本基因组发生重组,使角蛋白酶活性获得提高。通过DES和NTG对菌株ZJT01分别进行诱变,确定了最佳的诱变条件。DES最适浓度为9μL/mL,诱变时间为20 min,NTG的最适合浓度是0.6 mg/mL,处理时间为15min。然后对突变株进行筛筛选,经过三轮诱变后得到了5个突变株,其角蛋白酶活性都有所增加,其角蛋白酶活分别为13.4 U/m L、15.5 U/m L、14.2 U/m L、15.7 U/mL、13U/mL,相对原始菌株(10.6 U/mL)提高了26.4%、46.2%、33.96%、48.1%、22.6%。通过单因素试验研究了原生质体制备的最适条件,结果表明:向菌悬液中加入10mg/mL溶菌酶,酶解温度在37℃条件下酶解处理30 min,原生质体形成率最高。以DES和NTG突变体为亲本库进行原生质体融合,通过筛选,三轮基因组改组后获得6个突变菌株,其中F3-5和F3-6角蛋白酶活较高,分别为68.3 U/mL和68.7 U/mL,和原始菌株相比提高到6.48倍。菌株传代5代后,菌株F3-5和F3-6遗传性稳定。