随着全球气候变暖加速北极海冰的融化,人们在北极地区的科考、航运和石油勘探开采活动日趋频繁,从而导致石油烃逐渐成为北极环境污染的重要因素之一。但是,由于北极地区独特的环境及气候特征,北极地区海洋生态系统对石油烃污染的自我净化能力相比于其它大洋而言更为脆弱。因此,了解北极地区海洋中石油烃降解菌的多样性及其降解特性,对北极地区石油烃污染的治理具有重要的理论价值和现实意义。　　 本文以中国第四次北极科学考察期间在白令海及北冰洋获取的15个表层海水样品(从北纬52°到88.5°)为实验材料,以混合碳源[原油:柴油=1:1(v/v),内含萘、菲、芘三种PAHs,它们在培养基中的终浓度分别为200 mg/L、100 mg/L和50 mg/L]为碳源,采用4℃低温富集(4℃和15℃条件下,M2培养基平板分离)和25℃常温富集(25℃条件下,M2培养基平板和BH石油熏蒸平板)的方法研究了这15个样品中可培养石油烃降解菌的结构组成。最终经富集培养和单菌分离鉴定,共获得219株可培养单菌,结果描述如下:4℃富集菌群在4℃条件下分离的单菌,均属于γ变形菌门的Pseudoalteromonas,Marinomonas,Cobetia和Shewanella属,其中Pseudoalteromonas为优势菌属,该属菌株占4℃可培养菌株总数的86％。4℃富集菌群在15℃条件下分离的单菌,归属于γ和α变形菌门9个属中的15个种,其中γ变形菌门的细菌为优势类群,占总数的74％,包括Shewanella,Pseudomonas,Marinomonas,Cobetia,Pseudoalteromonas和Glaciecola6个属;α变形菌门共包含Celeribacter,Rhodobacter和Sulfitobacter3个属。25℃富集菌群中分离的单菌,分属于5个门/亚门的25个属的46个种,种属多样性丰富。这5个门/亚门为γ-、α-Proteobacteria,CFB,Firmicutes和Actinobacteria,其中γ和α变形菌门的细菌为优势类群,分别占可培养单菌总数的67％和19.6％。γ变形菌门中的优势属是Pseudoalteromonas,占25℃可培养单菌总数的31％,α变形菌门中的优势属是Celeribacter和Sulfitobacter,分别占25℃可培养单菌总数的8％和7％。25℃富集菌群中利用BH石油熏蒸平板分离获得的单菌,归属于5门/亚门的19个属中的25个种,这5个门/亚门为γ-、α-、β-Proteobacteria、CFB和Actinobaeteria,其中γ和α变形菌门的细菌为优势类群,分别占可培养单菌总数的54.8％和33.3％。γ变形菌门包含7个属中的12个种,优势属为Pseudomonas,α变形菌门包含5个属中的6个种,优势菌为Celeribacter属。　　 获得单菌纯培养后,本文还对单菌进行了碳源降解能力验证,结果表明4℃富集菌群中在4℃条件下分离获得的菌株对混合碳源有较好的降解效果,特别是Pseudoalteromonas属的菌株,在4℃条件下几乎全部对混合碳源有较好的降解效果;在15℃条件下分离获得的单菌整体上而言对混合碳源的降解能力较差,其中具有一定降解能力的菌属于Rhodobacter,Cobetia和Celeribacter。25℃富集菌群中由M2平板分离,对混合碳源有较好降解效果的菌株主要属于Pseudoalteromonas,Marinobacter,Pseudomonas,Alcanivorax,Thalassolituus,Acinetobacter,Alteromonas和Dietzia属;而由BH石油熏蒸平板分离的单菌并未表现出很好的降解能力,甚至有部分菌株对混合碳源无降解能力。随后,对部分25℃分离培养的单菌进行单碳源降解能力验证,结果表明菌株R6-15(Thalassolituus oleivorans)、BN10-2(Marinobacter hydrocarbonoclasticus)和BN10-16(Dirtzia marls)均能降解C10、C16、C24和C32,表现出较广的碳源降解范围,Marinobacter属的菌株对C16都表现出一定的降解能力而Pseudoalteromonas属对本实验所用的单一碳源都不具有降解能力。通过简并引物对混合碳源有较好降解效果的单菌,进行alkB和PAHs降解起始双加氧酶大亚基基因片段的扩增结果表明,仅从15株单菌中获得了15个alkB基因片段,这些菌归属于Pseudomonas、Rhodobacter、Marinobacter、Alcanivorax和Thalassolituus属,从Marinobacter和Pseudomonas属的4株单菌中获得了9个PAHs降解起始双加氧酶大亚基基因片段。虽然Pseudoalteromonas属的菌株在4℃和25℃可培养单菌中均为优势菌株,并且部分菌株对混合碳源具有很好的降解效果,但是利用现有的兼并引物均未扩增到alkB基因和PAHs降解起始双加氧酶基因。　　 总之,本文首次在大地理尺度上(从北纬52°到88.5°)研究了北极地区表层海水中石油烃降解菌的种群及基因多样性,研究结果将为低温海洋环境中石油烃污染的治理提供必要的菌株资源,为低温条件下石油烃降解机制的研究提供宝贵的实验材料。