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本论文针对基于PCR的微生物分子生态学技术应用上的局限性,构建了基于微生物活细胞检测的冰川底部环境微生物分子生态学研究方法;采用aprA功能基因构建克隆文库通过测序比对、构建进化树进行系统发育关系分析,旨研究冰川底部沉积层中硫氧化细菌(Sulfur-oxidizing bacteria,SOB)和硫酸还原细菌(Sulfate-reduing baeteria,SRB)的多样性;通过好氧和厌氧富集,富集和筛选鉴定能代谢含硫复合物的细菌;并对所筛得的高效硫氧化菌的生理生化和生物学特性进行了研究。分析天山一号冰川底部沉积层中介导硫循环的微生物群落结构;了解冰川底部沉积层中发生的生物地球化学过程。筛选鉴定代谢硫细菌和研究菌株生理生化特性,有利于解析环境中硫细菌的组成和丰度,同时为低温微生物菌种资源的开发及生物技术利用潜力提供参考依据。三种样品的apr A功能基因克隆文库表明天山一号冰川底部沉层中介导硫循环的微生物主要隶属于Proteobacteria、Unclassified和Bacteria。专性厌氧富集SRB的8B样品中隶属于proteobacteria的克隆子主要有Deltaproteobacteria(10%),Gammaproteobacteria(27%),Betaproteobacteria(30%)和Alphaproteobacteria(4%)。厌氧富集SOB的1B样品中的克隆子隶属于proteobacteria只有Deltaproteobacteria(2%),Gammaproteobacteria(16%)和Betaproteobacteria(16%)三个门。好氧富集SOB的9B样品变形菌门主要由Deltaproteobacteria(5%),Gammaproteobacteria(15%)和Betaproteobacteria(7%)组成。在属水平上统计三种样品多样性结果:9B样品克隆隶属于Thiocapsa(20%)、Allochromatium(10%)、Thiobacillus(40%)、Thiorhodococcus(10%)、Desulfovibrio(10%)和Sulfurisoma(10%);8B样品主要隶属于Desulfacinum(5%)、Desulfonatronovibrio(19%)、Thiobacillus(51%)、Thiocystis(5%)、Lamprocystis(5%)、Thiococcus(5%)、Desulfovibrio(5%)和Desulfarculus(5%)8个属;1B样品结果表明冰川底部沉积层微生物主要隶属于Thiobacillus(50%)、Thiodictyon(20%)、Sulfuricella(10%)、Sulfuritalea(10%)和Desulfonatronovibrio(10%)6个属。分离的株菌属于Alphaproteobacteria、Bataproteobacteria和Actinobacteridae三个门。隶属于Actinobacteridae门的Micrococcineae和Corynebacterineae科的菌株分别有HH4-1-9、AB5I-1-2、AB5II-1-10、8B5I-15、8C5I-25五株菌和A8B4-1-3、AMB6-2-3两株菌。HH4-1-9、AB5I-1-2和AB5II-1-10分别于Arthrobacter sulfureu和Arthrobacter sulfonivorans相似度最高。8B5I-23、8B5I-22和AMB4-2-24分别于菌株Caulobacteraceae bacterium、Caulobacter sp.和Brevundimonas bullata同源性最高,均隶属于Caulbacteraceae;在聚类分析中8B5I-14、8B5I-11和8B5I-16的情缘关系较近,隶属于Erythrobacteraceae;Erythrobacteraceae和Caulbacteraceae是Alphaproteobacteria。Bataptoteobacteria仅有两株AMB6-2-5和AB5I-1-13,AB5I-1-13与Burkholderiaceae bacterium最相似;AMB6-2-5与Burkholderia stabilis同源性最高。菌株AB5II-1-10是革兰氏阴性,直径约0.8-1.0μm,长2.0-4.0μm的梭形菌,最适生长pH为5.0-8.0,最适生长温度16℃,最适生长温度范围为16℃-24℃,硫代硫酸钠浓度为15%时最先到达对数期。菌株HH4-1-9是革兰氏阳性菌,菌落直径约1.2mm,杆状菌;最适生长温度20℃,最适生长温度范围为20℃-25℃,最适生长p H是6.0-8.0;硫代硫酸钠的浓度为10%时最先进入对数期。