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沙漠环境由于其极端干旱、干燥、强烈紫外线辐射（UV-A和UV-B波段紫外射线）、温差变化大和降水极少的恶劣特征,导致大部分动植物在沙漠中无法生存。然而,在沙漠的生态系统中,微生物作为为数不多的生物类群,却能够顽强生存。在沙漠生态系统中,微生物作为该生态系统的主导生物,能够顽强应对沙漠中高辐射、高度氧化、极度干旱而生存;这就说明沙漠微生物在这样的环境形成了抗逆性机制来保护自生的生存与传代。通过对沙漠中可培养微生物的抗辐射抗氧化机制研究,可以为辐射损伤和氧化损伤的抗性修复资源提供科学依据和理论支持。本文首先通过对塔克拉玛干沙漠中的微生物培养,对其中的可培养微生物的多样性进行研究;再通过UV-C和γ射线辐照的手段,对可培养细菌进行了抗辐射筛选。最后,对筛选出的强抗辐射菌株和中国科学院甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室提供的库木塔格沙漠的抗辐射菌株进行抗氧化研究和TKL1057菌株的代谢组分析。研究结果表明:1.从塔克拉玛干沙漠中共分离出2216株可培养细菌;分属于不同的4个门,分别是放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和变形菌门（Proteobacteria）;43个不同的属;352个不同的种。在门水平上,首次发现塔克拉玛干沙漠可培养微生物中,在相对丰度上放线菌门（Actinobacteria）最高;从CFU来看,放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）均是优势的门。2.在塔克拉玛干沙漠中从北向南采集的9各个样点中,不同种微生物的分布生物多样性不同。在门水平上,TOC、TC、TN、WC、EC含量和pH值与线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）的细菌丰度之间呈现显著的相关关系。不同的环境因子对不同门的细菌的分布多样性和种类多样性都具有显著相关影响,且这种影响的生态响应强弱不同3.对塔克拉玛干沙漠样品培养分离出的细菌进行UV-C和γ射线辐照,筛选出了抗辐射能力强的细菌;且除了拟杆菌门没有筛选出比Deinococcus radiodurans抗辐射能力强的细菌外,其他三个门共有10株细菌在HR（6000 J/m2 UV-C）的辐照条件下抗辐射能力比阳性对照强。研究发现:TKL1057（Kocuria indica）、TKL798（Streptomyces griseoviridis）、TKL860（Citricoccus zhacaiensis）、TKL1152（Planococcus citreus）、TKL19（Gracilibacillus thailandensis）、TKL588（Bacillus subtilis subsp.Inaquosorum）、TKL606（Pseudomonas xanthomarina）、TKL865（Paracoccus hibisci）、TKL855（Pseudochrobactrum saccharolyticum）和TKL35（Altererythrobacter soli）。4.TKL1057（Kocuria indica）和TKL1152（Planococcus citreus）这两株菌的抗γ辐照能力强于Deinococcus radiodurans,而γ射线辐照下其它菌株的存活率几乎接近于0,说明TKL 1057和TKL 1152抗辐射能力较强的菌株。5.通过抗氧化筛选发现:不同抗辐射菌株的抗氧化存活率为TKL 1057>K81>TKL 1152>TKL 798>AQ（Deinococcus radiodurans）>K146>K202>TKL 865>K59>BL（阴性对照）;同时还发现不同抗氧化菌株的抗性胁迫浓度不同。抗氧化菌株在氧化胁迫下对DPPH、OH2和O2-2自由基都具有良好的清除能力,且MDA含量在氧化胁迫下也较高。6.对TKL1057（Kocuria indica）进行辐射和氧化胁迫后测定其代谢组,发现:经过辐射和氧化胁迫后,TKL1057的代谢产物和代谢通路确实发生显著性改变;辐射后有61种代谢产物进行了表达,氧化后有40种代谢产物进行了表达,辐射和氧化处理后表达的代谢产物种有40种是相同的,同时不同处理下代谢差异物的分析说明辐射后的细胞代谢主要以糖类基础代谢为主合成次级代谢修复产物,氧化后的代谢主要以有机酸代谢为主进行次级代谢修复产物的合成。