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胶质类芽孢杆菌(Paenibacillusmucilaginosus)系具有解磷、解钾及固氮能力的多功能硅酸盐细菌，现被广泛地应用于农业生产，在冶金、陶瓷、废水处理等领域。迄今，对胶质类芽孢杆菌特殊功能的分子机制研究较为薄弱，导致功能调控与工程菌的构建和分子改造缺乏理论依据，制约了菌种性能的改良及应用。本课题组已对胶质类芽孢杆菌KNP414染色体上DNA测序及生物信息学分析，本论文通过对胶质芽孢杆菌KNP414非染色体上遗传物质的鉴定，从内源质粒的稳定性、分子结构与功能预测及噬菌体的可诱导性研究该菌株特殊功能的分子机制，同时补充了胶质类芽孢杆菌KNP414全基因遗传信息。首先，论文研究了胶质类芽孢杆菌质粒pKNP414在不同培养时间及不同培养基中的稳定性，确定质粒高效提取的最佳培养基为：1%麦芽糖、0.2%(NH4)2SO4、0.1%K2HPO4、0.05%MgSO4、0.001%CaCO3，最佳培养时间为16hr；同时用改良后的试剂盒法获得高质量的质粒DNA样品，再利用质粒pKNP414是环状双链DNA的特点，创造性用“割胶—酶切—割胶”的方法将其纯化，最终获得无基因组、无多糖污染、高纯度质粒DNA。其次，用EcoRⅠ、ApalⅠ、HimdⅢ、PstⅠ、BamHⅠ、EcoRⅤ、NotⅠ对胶质类芽孢杆菌质粒pKNP414进行酶切图谱预测，选用PstⅠ、BamHⅠ对质粒双酶切克隆获取带有一段质粒序列的片段；通过设计反向引物，并利用质粒环状结构进行反向PCR，以基因步移法成功拼接得到胶质类芽孢杆菌质粒pKNP414全长序列，用生物信息学软件对质粒序列初步分析显示：胶质类芽孢杆菌质粒pKNP414序列全长7363bp，平均G+Cmol%为49.3%，含有一段6000bp长度的rRNA基因簇，酶切位点分析与预测图谱一致。质粒上预测有7个ORFs，其中ORF1编码噬菌体复制起始蛋白，其序列3’端与5s_rRNA基因重叠。ORF3编码溶壁酶，与噬菌体感染相关。结果显示该质粒与噬菌体关系密切，推断质粒pKNP414可能是由噬菌体DNA整合到染色体后脱落成环而致。再次，论文以荧光定量PCR测定质粒拷贝数方法，以SYBRGreen为荧光检测染料，测定质粒pKNP414在宿主胶质类芽孢杆菌KNP414细胞中的拷贝数。质粒定量分析的靶标基因和内参基因分别选用pKNP414质粒上单拷贝基因repX和基因组上单拷贝基因gyrB，测得质粒拷贝数为6，为低拷贝质粒。最后，论文利用胶质类芽孢杆菌KNP414染色体DNA上已预测得到的原噬菌体序列，通过分子克隆获得6条关于原噬菌体序列的片段，分析结果显示原噬菌体序列与质粒序列无相关性；同时，用丝裂霉素C（MMC）诱导胶质类芽孢杆菌KNP414噬菌体，通过2.5×SDS-EDTA法凝胶电泳检测到噬菌体DNA条带，但双板实验中无发现噬菌斑，初步将胶质类芽孢杆菌归属于可诱导的溶源性细菌。总之，通过对多功能胶质类芽孢杆菌KNP414非染色体外遗传物质的研究，填补了对胶质类芽孢杆菌质粒及噬菌体分子机制的研究空白，为高效菌株的筛选和优化筛选提供了良好的理论基础。