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多环芳烃（Polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs）是一类持久性有机污染物（Pesistentorganicpollutants,POPs），具有疏水性、致癌性、致畸性、致突变性和生物难降解的特性。PAHs广泛分布在大气、水体和土壤等各种介质中。红树林（Mangrove）作为海洋和陆地的交界地带，是陆源污染物排入海洋的必经之地，兼具了污染物“源”和“汇”的特点。同时，红树林湿地拥有丰富的微生物资源，是污染生物修复的一个重要区域。
本论文以我国海南、防城港、湛江、北海、深圳、福建和香港等地的七个典型国家级红树林保护区表层沉积物为研究对象，开展了多环芳烃含量测定、多环芳烃降解菌群组成及降解菌株筛选鉴定研究，取得的主要研究成果如下：
（1）以气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）为主要分析测试手段，研究PAHs在七个典型红树林表层沉积物中的分布情况、组成特征、污染现状，并对环境中PAHs进行生态风险评价。研究结果发现，七个站位中的12种多环芳烃的总浓度范围在103.30~622.71ng/g之间。其中，防城港红树林表层沉积物中多环芳烃浓度最高，为622.71ng/g；北海红树林表层沉积物中多环芳烃浓度最低，为103.30ng/g。在所有多环芳烃中，2-3环多环芳烃的含量普遍高于4-5环的多环芳烃的含量。运用风险熵值法评价了七个红树林表层沉积物中PAHs的生态风险，结果表明表层沉积物中∑PAHs均处于低风险水平，苊烯（Acenaphthylene,ANY）、苊（Acenaphthene,ANA）、菲（Phenanthrene,PHE）、蒽（Anthracene,ANT）和苯并(k)荧蒽（Benzo[b]fluoranthene,BbF）在各站位都为中度风险水平。
（2）以苯并(a)芘（Benzo[a]pyrene,BaP）为唯一的碳源对表层沉积物样品进行了胁迫和驯化实验，经过六次转接驯化获得了对BaP具有稳定降解能力的菌群；通过基于16SrRNA基因的高通量测序方法，对其菌群结构组成进行了分析；结合未经驯化的表层沉积物样品中的菌落组成情况，分析了样品在驯化过程中菌落组成的变化。发现在细菌门的水平上，未经驯化的样品中以变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、浮霉菌门（Planctomycetes）和嗜酸细菌门（Acidobacteria）为优势菌门，其中变形菌门的比例明显高于其它主要的细菌门，在各站位中都占有30%~45%的比例。而经过驯化后，各站位变形菌门的比例又明显上升，均在90%以上。
在细菌科的水平上，未经驯化的样品中，脱硫杆菌科（Desulfobacteraceae）、鱼立克次体科（Piscirickettsiaceae）、红杆菌科（Rhodobacteraceae）、黄杆菌科（Flavobacteriaceae）和Syntrophaceae科在不同站位的红树林表层沉积物中占优势地位。驯化后红杆菌科、黄单胞菌科（Xanthomonadaceae）、金酸单胞菌科（Aurantimonadaceae）、黄色杆菌科（Xanthobacteraceae）和菌丝体科（Hyphomicrobiaceae）为优势菌科。
在细菌属的水平上，红球菌属（Rhodococcus）、黄杆菌属（Xanthobacter）、嗜酸菌属（Acidiphilium）、Dyella属、硫杆菌属（Thiobacillus）、硫单孢菌属（Thiomonas）和戈登氏菌属（Gordonia）成为驯化后相对丰度较高的菌属。
（3）对驯化前后的样品中有降解功能的菌株进行了分离筛选和鉴定，并对其中降解效果较好的菌株HN14进行深入研究。结果表明，菌株HN14属于Pontibacillus属，它在25d时间内对浓度20mg/L的菲、芘、苯并(a)芘、雌二醇和睾丸酮的降解率分别达到93.04%、19.65%、40.15%、80.26%、75.82%。同时，该菌株具有耐高盐度和高底物浓度的特性。对菌株HN14的基因组草图分析发现，其基因组中含有与PAHs降解相关的加氧酶、羧化酶、脱氢酶和羟化酶等的基因，结合检测到的产物7(8H)-酮-9,10-二氢苯并(a)芘、1-羟基芘，推测在菌株HN14中BaP可能是通过苯并(a)芘7,8-双加氧酶生成顺式-7,8-二羟基-7,8-二氢苯并(a)芘，之后经过加氧、还原等反应生成7(8H)-酮-9,10二氢苯并(a)芘和1-羟基芘，再经过一系列反应进入三羧酸循环从而实现完全降解。
本论文以我国海南、防城港、湛江、北海、深圳、福建和香港等地的七个典型国家级红树林保护区表层沉积物为研究对象，开展了多环芳烃含量测定、多环芳烃降解菌群组成及降解菌株筛选鉴定研究，取得的主要研究成果如下：
（1）以气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）为主要分析测试手段，研究PAHs在七个典型红树林表层沉积物中的分布情况、组成特征、污染现状，并对环境中PAHs进行生态风险评价。研究结果发现，七个站位中的12种多环芳烃的总浓度范围在103.30~622.71ng/g之间。其中，防城港红树林表层沉积物中多环芳烃浓度最高，为622.71ng/g；北海红树林表层沉积物中多环芳烃浓度最低，为103.30ng/g。在所有多环芳烃中，2-3环多环芳烃的含量普遍高于4-5环的多环芳烃的含量。运用风险熵值法评价了七个红树林表层沉积物中PAHs的生态风险，结果表明表层沉积物中∑PAHs均处于低风险水平，苊烯（Acenaphthylene,ANY）、苊（Acenaphthene,ANA）、菲（Phenanthrene,PHE）、蒽（Anthracene,ANT）和苯并(k)荧蒽（Benzo[b]fluoranthene,BbF）在各站位都为中度风险水平。
（2）以苯并(a)芘（Benzo[a]pyrene,BaP）为唯一的碳源对表层沉积物样品进行了胁迫和驯化实验，经过六次转接驯化获得了对BaP具有稳定降解能力的菌群；通过基于16SrRNA基因的高通量测序方法，对其菌群结构组成进行了分析；结合未经驯化的表层沉积物样品中的菌落组成情况，分析了样品在驯化过程中菌落组成的变化。发现在细菌门的水平上，未经驯化的样品中以变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、浮霉菌门（Planctomycetes）和嗜酸细菌门（Acidobacteria）为优势菌门，其中变形菌门的比例明显高于其它主要的细菌门，在各站位中都占有30%~45%的比例。而经过驯化后，各站位变形菌门的比例又明显上升，均在90%以上。
在细菌科的水平上，未经驯化的样品中，脱硫杆菌科（Desulfobacteraceae）、鱼立克次体科（Piscirickettsiaceae）、红杆菌科（Rhodobacteraceae）、黄杆菌科（Flavobacteriaceae）和Syntrophaceae科在不同站位的红树林表层沉积物中占优势地位。驯化后红杆菌科、黄单胞菌科（Xanthomonadaceae）、金酸单胞菌科（Aurantimonadaceae）、黄色杆菌科（Xanthobacteraceae）和菌丝体科（Hyphomicrobiaceae）为优势菌科。
在细菌属的水平上，红球菌属（Rhodococcus）、黄杆菌属（Xanthobacter）、嗜酸菌属（Acidiphilium）、Dyella属、硫杆菌属（Thiobacillus）、硫单孢菌属（Thiomonas）和戈登氏菌属（Gordonia）成为驯化后相对丰度较高的菌属。
（3）对驯化前后的样品中有降解功能的菌株进行了分离筛选和鉴定，并对其中降解效果较好的菌株HN14进行深入研究。结果表明，菌株HN14属于Pontibacillus属，它在25d时间内对浓度20mg/L的菲、芘、苯并(a)芘、雌二醇和睾丸酮的降解率分别达到93.04%、19.65%、40.15%、80.26%、75.82%。同时，该菌株具有耐高盐度和高底物浓度的特性。对菌株HN14的基因组草图分析发现，其基因组中含有与PAHs降解相关的加氧酶、羧化酶、脱氢酶和羟化酶等的基因，结合检测到的产物7(8H)-酮-9,10-二氢苯并(a)芘、1-羟基芘，推测在菌株HN14中BaP可能是通过苯并(a)芘7,8-双加氧酶生成顺式-7,8-二羟基-7,8-二氢苯并(a)芘，之后经过加氧、还原等反应生成7(8H)-酮-9,10二氢苯并(a)芘和1-羟基芘，再经过一系列反应进入三羧酸循环从而实现完全降解。