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南极地区气候恶劣,营养匮乏,不利于生物的生存,但土壤中存在着较为丰富的微生物群落,这些土壤微生物为适应南极极端环境形成了独特的生物多样性、遗传机制和代谢途径。本研究以第31次南极科学考察期间于南极地区ASPA113和ASPA125区域采集的8例土壤样本为研究对象,通过宏基因组高通量测序,初步分析了南极地区土壤微生物多样性和群落结构。根据分析结果选取最具有物种多样性的一例土壤样本进行传统的分离培养及形态观察,对筛选出的70株细菌进行ddRAD测序,对测序数据分析完成物种鉴定。分离得到的部分微生物通过盐胁迫条件下培养,筛选出3株具有耐盐特征的细菌,并通过基因组二代测序和三代测序,组装拼接绘制了242号细菌(Pseudomonas sp.TKP)的全基因组图。为进一步挖掘与耐盐调控机制相关的功能基因,对盐胁迫条件下培养的细菌进行了转录组测序。基于宏基因组高通量测序技术,初步分析南极土壤的微生物种群构成。结果显示,8例土壤样本注释共有9门14纲27目41科52属74种。8份南极土壤样本中的微生物包含酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝藻门(Cyanobacteria)、异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、子囊菌门(Ascomycota)、Virusesnoname九个门的代表类群;包含有颗粒菌属(Granulicella)、假丝酵母菌属(Candida)、假单胞菌属(Pseudomonas)三种优势菌群。采用传统的环境微生物分离方法,分别在4种培养基和3种温度条件下进行分离培养,对得到的70株细菌进行ddRAD高通量测序分析。结果显示,70株细菌主要归类于8个种属,分别是:假单胞杆菌属(Pseudomonas)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、节杆菌属(Arthrobacter)、伯克霍尔德菌属(Burkholderia)、芽孢杆菌(Bacillus)、红球菌属(Rhodococcus)、山冈单胞菌属(Collimonas)、贪噬菌属(Variovorax),其中假单胞杆菌属是绝对优势菌群,其次是鞘氨醇单胞菌属、节杆菌属、伯克霍尔德菌属。对Gibbson培养基上分离得到的11株细菌进行盐胁迫条件培养,筛选出3例南极耐盐菌,通过转录组测序,分析了差异表达基因。结果显示,与标准培养条件相比,耐盐细菌在盐胁迫条件下大量基因表达发生了显著变化。242号细菌有461个(7.91%)基因显著上调,417个(7.15%)基因显著下调;248号细菌有44个(8.44%)显著上调,26个(4.99%)基因显著下调;280号细菌有499个(8.35%)基因显著上调,417个(9.03%)基因显著下调。242号细菌在盐胁迫条件下能源生产与转化相关基因明显下调,无机离子运输与代谢相关基因明显上调,这反映了南极细菌为适应盐胁迫环境的分子机制;该菌含有的proA、proB和proC三种脯氨酸合成基因在盐胁迫条件下表达上调,编码脯氨酸的产生与代谢,获得脯氨酸这一相容性物质以抵御高盐环境。本论文首次根据二代和三代基因组测序数据绘制242号细菌(Pseudomonas sp.TKP)的全基因组圈图。还发现细菌中含有uvr A、uvrB、uvrC抗辐射相关基因,以适应南极地区的高辐射环境。转录组测序和与胁迫相关的基因分析有助于理解南极土壤微生物的胁迫抗性机制,并将加速遗传资源的实际开发。