高浓度的亚硒酸盐对生物具有严重毒性,微生物对亚硒酸盐的生物转化是一种有效的解毒和同化过程,它们能将亚硒酸盐还原为低毒的纳米硒。在过去的十年中,这种现象越来越受到研究人员的关注,这不仅是由于纳米粒子在纳米生物技术中的广泛应用,更是因为“绿色合成”纳米材料越来越符合绿色发展的理念。枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是一种广泛分布在土壤及腐败有机物中的好氧细菌,生长速度快,对营养要求较低,能高效分泌许多蛋白及代谢产物,且其不会产生毒素,是一种无致病性的安全微生物。subtilis能在有氧条件下还原亚硒酸盐并产生纳米硒,且还原亚硒酸盐的过程中不会造成环境安全风险。然而,目前关于B.subtili还原亚硒酸盐的分子机制的认识仍然有限。本研究系统分析了B.subtilis 168对亚硒酸盐的还原作用,并详细阐述了亚硒酸盐还原的分子机制。具体研究结果如下:（1）枯草芽孢杆菌可以在5 mM的亚硒酸盐中正常生长,并且可以在体内外合成粒径在180 nm左右的纳米硒颗粒。傅立叶红外光谱（FTIR）分析结果表明,枯草芽孢杆菌合成纳米硒表面附着了一些蛋白质、脂质和糖类等有机质。这些有机质可能为纳米硒的稳定提供一定的帮助。（2）采用转录组学方法研究了芽孢杆菌还原亚硒酸钠的分子机制。KEGG通路富集分析富集到29条KEGG通路。亚硒酸盐处理组中显著富集的途径包括 pentose phosphate cycle pathway,pyruvate metabolism pathway、proline metabolic pathway 和 riboflavin metabolic pathway 等。（3）研究了亚硫酸盐还原酶CysJI对亚硒酸盐还原的影响,构建了cysJI突变菌株ΔcysJI和ΔcysJI突变菌株cysJI回补菌株ΔcysJI-C,发现突变菌株ΔcysJI与野生型相比亚硒酸盐的还原速率明显降低,回补菌株的还原速率与野生型没有明显差异。重组表达纯化CysJI,发现以NADPH为电子供体,CysJI在体外可以还原亚硒酸盐。证实了亚硫酸盐还原酶确实在亚硒酸盐的还原过程中起着重要的作用。（4）探索了脯氨酸代谢途径中的两个重要脱氢酶（PutC和GabD）对亚硒酸盐还原的影响。这两个酶的基因缺失突变后,亚硒酸盐的还原速率明显降低。当在突变菌株中回补相关基因表达后,回补菌株的还原速率与野生型相当。体外酶活实验结果显示它们都可以以NADPH为电子供体还原亚硒酸盐。证实了脯氨酸代谢途径参与了亚硒酸盐的还原。本论文研究报道了一种多重途径介导的亚硒酸盐还原机制—亚硫酸盐代谢途径和脯氨酸代谢途径介导的亚硒酸盐还原机制,揭示了好氧细菌中一种全新的亚硒酸盐还原的分子机制。