背景热泉生境中存在着丰富而独特的嗜热微生物类群,其中大多为原核微生物。热泉中的长期高温环境,迫使当中的嗜热微生物演化形成适应环境的特殊细胞结构、生理机能、遗传基因和适应机制,能产生多种嗜热功能酶及其他特殊性质的生物活性物质。纤维素降解酶系主要包括纤维素酶和木聚糖酶,它们应用领域广泛,但它们在高温环境下的热稳定性限制了它们了应用效果,从极端高温热泉中直接筛选具有纤维降解酶系活性的菌株,是获得耐高温纤维素酶系的有效途径。目的阐明云南猴桥嗜热微生物的群落组成及物种多样性,建立适合高温热泉生境原核微生物纯培养的有效分离方法。建立该地区嗜热菌物种资源库,保存猴桥地区嗜热菌遗传资源,为后续研究提供菌株保障。筛选纤维素酶和木聚糖酶菌株,将菌株中的木聚糖酶基因在大肠杆菌中克隆表达,拓宽木聚糖酶来源,增加木聚糖酶的热稳定性,为工业木聚糖酶的的研究与开发提供基础保障。方法以云南猴桥的黑泥潭和欢喜泉热泉群作为研究对象,通过免培养(高通量测序技术)和纯培养(7种分离培养基3种分离温度)结合的手段研究该地区嗜热微生物的群落组成及物种多样性。运用分子生物学技术对木聚糖酶基因进行异源表达。结果1.应用高通量测序技术对云南猴桥2个热泉群的18样品进行测序分析,共得到830,022条原始序列,共聚类得到2348个OTU,分布于细菌域的65个门,139个纲,236个目,376个科,603个属。门水平的优势类群为绿弯菌门(Chloroflexi)。2.纯培养共分离得到1342株菌分布于6个门,12个纲,24个目,37个科,60个属,共有89个潜在分类单元。门水平的优势类群为厚壁菌门(Firmicutes)和异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus)。经过筛选获得71株具有木聚糖酶活性和30株具有纤维素酶活性的嗜热原核微生物菌株。经多相分类鉴定新物种1个。3.测定产酶嗜热菌基因组,获得一条第十家族(GH10)的木聚糖酶基因序列,将该序列在大肠杆菌中进行克隆与异源表达,获得耐高温木聚糖酶蛋白1个,探索其酶学性质。结果表明,该酶的最适催化温度为95℃,最适催化pH为6.0,在80℃温育200min后,仍能保持80%以上的酶活力,最适反应底物为燕麦木聚糖。结论云南猴桥黑泥潭和欢喜泉2个热泉群含有丰富且大量的嗜热原核微生物,可在该热泉生境中筛选得到一批具有产耐高温木聚糖酶和纤维素酶活性的功能菌株。本研究的开展有助于加强我国对高温热泉生境微生物与酶资源的挖掘、开发及利用。