热纤梭菌是一种嗜热、厌氧的革兰氏阳性细菌，它对纤维素的降解是通过在其胞外的一个由多种纤维素酶分子高度有序组织形成的超分子催化机器-纤维小体来完成的。纤维小体可以将结晶的纤维素降解产生葡萄糖或纤维二糖，但是二者不能被热纤梭菌所完全利用并对纤维素酶的合成起到一定的抑制作用。　　前人曾报道过，热纤梭菌在环境中很容易被一些非降解纤维素的细菌所污染，后者可以利用热纤梭菌降解纤维素产生的葡萄糖和纤维二糖，消耗了纤维素酶合成的抑制剂，从而提高纤维素的降解效率和终产物的浓度，因此这种菌群关系被认定为互利共生。本论文构建了热纤梭菌和一种非降解纤维素的细菌-热厌氧热解糖杆菌的混合菌群，并对其纤维素酶合成的转录水平、纤维素降解速率、终产物的浓度、生物量及两个菌种的比例进行了分析，确定了热纤梭菌与热厌氧热解糖杆菌之间的生物学关系为‘寄生’关系，并发现热厌氧热解糖杆菌通过利用葡萄糖和纤维二糖来解除木质纤维素降解相关基因的转录抑制作用。　　本文首先对热纤梭菌单一培养和混合培养时对微晶纤维素的转录及代谢水平进行了分析。实验结果表明:热纤梭菌和热厌氧热解糖杆菌混合培养时，乳酸、乙酸、乙醇等终产物的浓度及合成速率提高，热纤梭菌降解木质纤维素相关的6个内切葡聚糖酶(celB、celE、celF、celH、celQ、celR)、2个纤维二糖水解酶/外切葡聚糖酶(celS、cbhA)、1个结构蛋白(olpA)在转录水平上明显提高，一定程度上促进了纤维素酶的合成。　　接下来分别采用酸解法（培养基中剩余纤维素经酸处理转化成葡萄糖）和酶解法（培养基中剩余纤维素经青霉纤维素酶处理转化成葡萄糖）两种不同的方法测定热纤梭菌单一培养和混合培养时降解纤维素的速率。结果发现，热纤梭菌单一培养和混合培养时，对纤维素的降解速率几乎一致。这与我们最初设想二者之间是互利共生的想法不一致，因此，我们对这些微生物的生物量进行了分析。利用菌体总蛋白近似代表生物量的方法并对热纤梭菌和热厌氧热解糖杆菌的16SrDNA进行高通量测序。通过对比，我们发现热纤梭菌在与热厌氧热解糖杆菌混合培养时的生物量积累较单一培养时有所下降，这表明，混合培养时热厌氧热解糖杆菌的加入使得热纤梭菌JN4的生物量减少，生长受损。　　最后我们对热纤梭菌和热厌氧热解糖杆菌在葡萄糖、纤维二糖上的代谢作了分析，实验结果表明:热厌氧热解糖杆菌对于葡萄糖和纤维二糖的新陈代谢比热纤梭菌更有优势，并且在葡萄糖/纤维二糖向代谢终产物乳酸、乙酸、乙醇的转化上更有效率。因此，我们可以得出这样一个结论:热厌氧热解糖杆菌比热纤梭菌具有明显更强的新陈代谢竞争优势。　　综上所述，本文研宄了热纤梭菌和热厌氧热解糖杆菌之间的生物学关系，并发现热厌氧热解糖杆菌通过利用纤维二糖和葡萄糖解除木质纤维素降解相关基因的转录抑制作用。热厌氧热解糖杆菌不能在纤维素和自然底物玉米芯上独自存活，在与热纤梭菌混合培养时可以使后者的生长受损，这是在降解纤维素的细菌和非降解纤维素的细菌之间的一种新型的微生物-微生物寄生关系。对于这种新型的寄生关系的讨论表明这是降解纤维素的细菌和非降解纤维素的细菌之间的一种更加稳定的关系，我们的数据显示热厌氧热解糖杆菌比热纤梭菌在对一级能源和营养物质（葡萄糖和纤维二糖）上的利用更具有竞争优势。非降解纤维素的细菌的这种竞争优势（也形成相应的终产物合成优势）同时解释了与降解纤维素的细菌混合培养时（例如热纤梭菌和热厌氧热解糖杆菌），尽管降解纤维索的细菌的生物量受损，但终产物合成仍然提高。　　本文还对热纤梭菌产氢机制相关的Ech氢酶做了初步的研究，在大肠杆菌中成功表达了Ech氢酶的三个关键亚基EchC、EchE、EchF。由于时间关系，对Ech氢酶的生化性质和生理功能尚未研究。