1. 研究目的与意义
在植物纤维原料高效转化与利用技术中，最关键的问题之一就是如何实现全组分利用。木质纤维原料主要为由纤维素、半纤维素和木质素构成，其中半纤维素可降解成可发酵性的戊糖（主要包括木糖），但与葡萄糖相比，这些大量的木糖资源尚未得到同等有效的利用。木糖的微生物发酵利用一直是木质纤维原料生物炼制领域的研究热点与难点。凝结芽孢杆菌是一种近年来受到广泛关注的潜在木糖高效利用工业乳酸菌，该菌株可通过同型乳酸发酵途径转化葡萄糖和木糖生产高光学纯度的L-乳酸。虽已有模式菌株进行基因组测序，但对于其分子生物学及代谢网络了解很少，并且尚无转录组相关的研究报道。
本论文本项目采用高通量的RNA-Seq测序技术对木糖、葡萄糖培养条件下的凝结芽孢杆菌的mRNA进行深度测序，以全面地反映凝结芽孢杆菌全基因组的转录状况，为提高凝结芽孢杆菌基因组注释、分析凝结芽孢杆菌基因结构和功能、研究转录体表达模式等提供丰富的参考数据。深入揭示菌株在葡萄糖、木糖不同碳源条件下的发酵性能差异和代谢流分布。并结合实时定量PCR技术筛选出木糖代谢的关键基因，克隆表达分析新基因的功能，挖掘该菌株高效木糖代谢途径中的关键基因，解析凝结芽孢杆菌木糖代谢产乳酸过程的本质。项目的研究成果不仅有利于深入揭示凝结芽孢杆菌木糖厌氧代谢机理，还可以为凝结芽孢杆菌利用植物纤维原料合成生物化学品的代谢调控奠定理论基础和实践支撑。
2. 国内外研究现状分析
2.1木糖的生物转化
2.1.1木糖微生物及其代谢途径
木质纤维素是地球上最丰富、最廉价的可再生资源。有资料表明，木质纤维素原料占世界生物量(100亿~500亿)的50%[1]。木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素通过共价键或非共价键紧密结合而成。利用酸解或酶解的方法将木质纤维素转化为还原性糖会产生大量的五碳糖（d-木糖和l-阿拉伯糖）和六碳糖（葡萄糖、半乳糖和甘露糖），其中六碳糖约占2/3，五碳糖约占1/3。而在半纤维素的水解产物中，d-木糖约占90%，戊糖生物转化技术的研究对于实现木质纤维原料全组分利用，降低生产成本及提高资源利用水平均具有重要意义，可以说木糖的有效利用是生物质资源成功工业化转化的关键。
3. 研究的基本内容与计划
1.建立实验必须的分析方法
乳酸、葡萄糖、木糖测定（hplc）；
细胞密度的测定（紫外分光光度计）。
4. 研究创新点
首次以凝结芽孢杆菌为研究对象，采用第二代高通量转录组测序技术和实时定量PCR集成技术开展该菌木糖发酵主效基因，揭示木糖发酵的机理。
