氮污染是造成水体恶化的主要原因之一,随着人类社会的发展,这一问题日益严重。传统的脱氮方法已不能满足实际情况的需要,所以人们将目光集中在生物脱氮的研究上。好氧反硝化的发现和好氧反硝化细菌分离为生物除氮提供了一个新方法,也为生物脱氮的应用提供了新思路。好氧反硝化是一种微生物呼吸作用,是在有氧条件下微生物以有机物为电子供体,以氧和硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体,将硝酸盐还原为氮气的过程。去除了氧气的限制,使得它的应用范围比传统的厌氧脱氮具有更多的优势。现在关于好氧反硝化菌的分离和生理特性、反硝化中出现的基因及其丰度的研究很多,但是只有少数研究将这些方面都结合到一起。滇池是我国氮污染最为严重的淡水湖泊之一,研究发现地表径流携带过量氮素进入滇池的是滇池氮污染的主要原因,因此研究滇池入湖河口这一特殊环境显得十分重要。本研究选择滇池入湖河口沉积物和湖滨带土壤作为研究对象,采用变性梯度凝胶电泳、克隆和纯培养等技术对多个滇池入湖河口细菌多样性进行研究并突出反硝化菌的动态变化。为认识滇池微生物类群及改善滇池氮素污染提供一些理论依据。同时尝试沉积物中分离筛选出一些具有高效好氧反硝化活性的菌株,为生物脱氮提供具有潜在应用价值的菌株资源及研究方法。根据采样点的位置,经理化因子的测定发现,分布于滇池草海入湖河口和外海北岸入湖河口样点中的有机碳、总氮这两个指标要比分布于滇池外海东、南、西岸的样点高,并且总体呈由北向南递减的趋势。针对于春、夏、冬三个季节样品中细菌多样性的比较,DGGE分析结果表明,以细菌16SrRNA基因V3高变区为研究区段,无论是同季节样品间还是同样品季节间的比较,DGGE图谱都显示条带数量比较多,其中各个沉积物样品的条带数目及条带分布均有明显不同,反映了沉积物样品极高的物种丰富度和多样性。可以推断季节和采样点都是通过改变细菌环境的理化因子来改变细菌群落的组成的。不同的是,在土壤样点中这些差异却非常不明显,这可能是由于土壤环境和菌落结构比沉积物稳定的原因。针对样品中反硝化细菌多样性的比较,DGGE分析结果表明,以亚硝酸盐还原酶基因mr.K和nirS为研究片段,样品DGGE图谱条带数目和多样性同16SrRNA基因的分析结果一样具有高度多样性。克隆测序后得至nir和nirK序列都属于未培养物,但也表现出高丰富度。比较看来,在沉积物中nirS基因的多样性和丰度要比nirK基因更高,而土壤中则正好相反。而且nirS基因的对于非生物因子的影响更敏感。在好氧反硝化细菌分离筛选实验中,分离得到的484株细菌分属于细菌域的4个门(Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes),13个科(Comamonadaceae、Moraxellaceae、Aeromonadaceae、Rhodospirillaceae、Bacillacea e、Enterobacteriaceae、Comamonadaceae、Ralstonia_f、Rhizobiaceae、Flavobacte riaceae、Pseudomonadaceae、Nocardiaceae、Sphingobacteriaceae、Rhodobacterace ae),22个属(Paracoccus、Gemmobacter、Rhizobium、Sphingobacterium、Rhod ococcus、Raoultella、Pseudomonas、Myroides、Lampropedia、Klebsiella、Flavo bacterium、Ensifer、Diaphorobacter、Delftia、Cupriavidus、Comamonas、Citro bacter、Bacillus、Azospirillum、Aeromonas、Acinetobacter、Acidovorax),77个种。其中有467株菌株属于Proteobacteria门,占总菌数的97%,分属于α、β、γ三个亚门。有321株属于Pseudomonas属,占γ-Proteobacteria亚门的76%。分离得到的菌株中有5株代表5个潜在的新类群,对其中两株潜在新类群的多项分类研究发现这两株菌代表一个潜在的新种。通过对筛选菌株进行硝酸盐还原测试、功能基因(nirS, nirK、nosZ)检测和反硝化活性测定最终筛选出4株高效好氧反硝化菌。它们在48h的硝酸盐氮去除率都达到92%以上,最高达到99%,而且亚硝酸盐的积累量都在0.3mg/L以下,最低达到0.049mg/L。经分子鉴定和系统发育分析后发现这四株菌有三株属于Aeromonas属,一株属于Delftia属,这两个属在之前的研究中已成功分离到高效好氧反硝化菌。从这四株菌的最适C/N比为20来看,这四株菌株适用于高C/N反硝化脱氮。