放线菌是抗生素的主要产生菌,半个多世纪以来为人类健康作出了重要贡献。近年来,各种新传染病的肆虐以及耐药菌的不断涌现,使得人们对结构新颖、疗效显著的抗生素的需求日益增强,迫使我们去发掘优秀的微生物药物产生菌资源。小单孢菌科放线菌是一类优势稀有放线菌,在自然环境中广泛分布,物种多样性丰富,部分菌株产生的活性物质已被成功应用于临床医药及农业等领域。本研究旨在通过对小单孢菌科放线菌的多样性研究,以期发掘具有产生新型活性物质潜力的放线菌新资源。本论文首先使用高通量测序分析技术,对比探测三种不同生境中小单孢菌科放线菌的多样性;通过构建微生物群落共现网络图,解析三种不同生境下小单孢菌科放线菌与其他菌群间的相互作用关系。以此为指导,制定小单孢菌科放线菌的分离培养方案,从三种不同生境中分离收集小单孢菌科放线菌菌株,结合基因组注释分析和多相分类学研究,对部分新分离菌株进行应用潜力评估。对环境微生物进行16S rRNA的V3-V4区基因高通量测序,分别从10组采集自新疆药用植物根际土壤样品、6组云南大理的洱海水域表层水样品和11组云南桑寄生药用植物根际土壤样品中得到有效序列69923条、59963条、56741条,分别聚类为4133个OTU、1975个OTU、2344个OTU。从新疆药用植物根际土壤中检测到的OTU代表了细菌域的26门-55纲-151目-269科-678属,其中放线菌门占细菌总数量的38.49%,小单孢菌科放线菌涵盖13属,占放线菌门成员数量的5.21%;从洱海水域表层水样品中检测到的OTU归属于细菌域的24门-534纲-140目-248科-580属,其中涵盖了小单孢菌科的10属成员,放线菌门占总细菌数量的8.23%,小单孢菌科占放线菌门总量的0.86%;从云南桑寄生植物根际土壤样品中检测到的OTU归属于细菌域的27门-60纲-165目-296科-508属,其中放线菌门占群落总细菌数量的21.23%,小单孢菌科放线菌数量占放线菌门成员数量的2.08%,涵盖了小单孢菌科的8属。基于高通量测序分析构建的微生物群落共现网络分析显示,在新疆药用植物根际土壤和洱海水域表层水中,小单孢菌科放线菌与其生境中其他放线菌类群之间存在着正向相互作用关系,是这两类生境放线菌群落中的核心菌群;在云南桑寄生植物根际环境中,小单孢菌科放线菌与其他放线菌类群之间不存在显著的相互作用关系。应用纯培养手段,分别从新疆药用植物根际环境分离获得纯培养物502株,其中小单孢菌科放线菌287株,分属于6属;从洱海水域表层水样品中分离获得52株纯培养物,其中归属于小单孢菌科放线菌9株,分属于小单孢菌属和植物单孢菌属;从桑寄生药用植物根际获得101株纯培养物,其中小单孢菌科放线菌43株,分别归属于小单孢菌属和阿森诺氏菌属。对分离自三种不同生境的8株小单孢菌科放线菌进行了基因组序列分析,从它们的基因组中均检索到环境压力胁迫适应性相关基因,这些遗传物质基础初步诠释了小单孢菌科生态分布的多样性;多种抗生素以及铁载体等相关生物合成基因簇、植物激素相关编码基因等在这些基因组中的普遍存在,提示这些小单孢菌科放线菌具有合成丰富的次级代谢产物、协助植物抵御病原菌的侵害、促进植物生长等方面的应用潜力。对菌株CPCC 205371T开展了包括形态学、生理生化、细胞化学分类和分子分类的多相分类研究,其表型和基因型数据综合显示,菌株CPCC 205371T代表了小单孢菌属的一个新物种。因其分离自药用植物根际环境,特将其命名为栖草药小单孢菌（Micromonospora herbihabitans sp.nov.）。