研究背景 在全球石油消耗量逐年增加和温室效应日趋严重的今天，当务之急便是寻找一种清洁、可再生的新型能源。

丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)为革兰氏阳性厌氧产孢细菌，其发酵产物中生物丁醇是重要的可再生生物质能源，是目前被广泛研究及工业生产的生物丁醇梭菌之一。

研究表明，丙丁梭菌细胞能够吸附在特定载体上，大量聚集后分泌胞外聚合介质EPS，进而促发菌体细胞以生物膜（biofilm）的形式生存，可明显增加高活性菌体密度，提高细胞耐受性和反应活性，以及增强对环境的适应能力。

目前国内外研究发现，Spo0A基因缺失对丙酮丁醇梭菌、枯草芽孢杆菌等多种芽孢杆菌的芽孢生成均产生有效的抑制作用，而且该基因一定程度上影响菌体生物量及代谢产物的产量[1]。

本课题通过敲除Spo0A基因再回补进行表征观察，证实单一Spo0A基因的确影响了菌体的各种能力。

1. 生物膜 1.1生物膜概述 生物膜又称生物被膜（biofilm）,指的是附着于生物或非生物表面的微生物大量聚集生成胞外聚合物质EPS（Extracellular Polymeric Substances，以下简称EPS）而后形成的微生物聚集群落[2]。

据不完全统计，整个自然界中，超过95%的细菌、真菌以及原生动物等都是以生物被膜的形式生存，即使是在海洋等水坏境生存的细菌也不例外，相比于在水中进行浮游，它们更倾向于附着于固体表面而后形成生物膜以提高对周围环境的适应能力[3]。

1.2生物膜的结构和组成 生物膜主要由细胞以及EPS构成，EPS作为生物膜中最重要的组成部分，为整个生物膜结构提供基本的支撑，其中包含着包括多糖、蛋白质、寡聚糖、脂和磷脂、脱氧核糖核酸、核糖核酸在内等的多种生物大分子物质，这些物质与生物膜的形成、含水量的平衡、膜保护机制、营养物质及代谢产物运输、信号传导等均有密切的联系。

胞外多糖是EPS中的重要组成部分，这些多糖形式多样，不溶性多糖居多，大多数是长链分子，也有少部分为直链或支链[4]。

胞外蛋白质作为EPS组分中含量仅次于多糖的组分，对EPS的稳定和功能有着决定性作用。