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目前环保高效的生物技术被广泛用于石油污染土壤的修复中，分子生物学技术能够通过提取土壤中微生物总DNA，从蛋白和基因水平来掌握石油降解微生物的生物学信息。编码石油代谢酶的功能降解基因具有高度的保守性，常被用作生物标记物，来评价环境中微生物对石油烃的降解潜力。然而，多数的研究主要集中在石油污染物浓度和种类对微生物降解石油烃能力的影响上，而在微生物降解石油烃过程中的地理差异性和空间差异性研究较少。基于此，本研究首先对大港油田石油污染土壤中微生物群落组成和降解基因丰度进行研究，然后探究了不同地理区域和不同深度的石油污染土壤中微生物对石油烃响应的差异性。 采用实时荧光定量PCR对石油降解基因alkB、nah和phe定量分析的最优条件为:引物浓度为0.2μmol·L-1，最佳PCR组分体系为TransStart Top GreenqPCR SuperMix的浓度为1×，alkB、nah和phe扩增的最佳引物退火温度分别为50℃、57℃和50℃。 对大港油田三个区域（采油区、生活区、石油加工运输区）中的14个土壤样品进行分析，采油区和石油加工运输区的总石油烃污染水平高于生活区。实时荧光定量PCR技术测定的烷烃单加氧酶降解基因alkB含量为9.1×105-1.9×107拷贝数/g干重土，并且和TPHs含量显示出正相关的关系(R2=0.573，p=0.032)，alkB相对丰度在三个区有很大差异:采油区（3.0±0.4）×10-3＞石油加工运输区（2.3±0.3）×10-3＞生活区（4.0±0.3）×10-4;萘双加氧酶降解基因nah含量在三个区的分布相对平均，范围在（1.9±0.5）×107-(1.0±0.08)×108拷贝数/g干重土之间。nah降解基因含量和∑16 PAHs浓度之间表现出负相关关系（R2=-0.599，p=0.023）。因子分析结果表明，不同采样区的各采样点分布不统一。 分别采自中国四个不同地理位置的大港油田DG、海砂SS、东北NE和厦门XM土壤进行为期112天的添加5％原油和1％石油组分的微宇宙培养实验。SS和NE土壤中的TPHs降解率高于DG和XM土壤。三种降解基因alkB、nah和phe的丰度在培养过程中大量增加，在SS和NE土壤中增加了100-1000倍，比DG和XM土壤中高一个数量级。alkB降解基因相对丰度和TPHs及中等碳链长度的烷烃（C13-C30）降解率之间存在正相关的关系;nah降解基因相对丰度与二环及三环的PAHs降解率之间同样呈显著正相关性。高通量测序和DGGE对微生物群落结构分析表明，革兰氏阴性菌（α-、β-和γ-Proteobacteria）以及革兰氏阳性菌(Actinobacteria和Firmicutes)在所有土壤中为主要的石油降解菌。随着培养时间的进行，革兰氏阳性菌的丰度下降，而革兰氏阴性菌的丰度升高。土壤中粘粒含量与烷烃以PAHs的降解率之间表现出负相关关系，总有机质TOC含量和TPHs的降解率呈现负相关。 采用培养22周的土柱模拟实验探究了不同深度土壤中微生物石油降解基因和群落结构的动态变化。石油降解基因alkB的丰度在0-30、30-60和60-80cm的三个深度土壤中随着时间的进行不断增加，分别从开始阶段的2.53×10-4、2.29×10-4和低于检测限增加到了22周后的2.85×10-3、2.15×10-3和8.24×10-5。0-30cm和30-60cm土壤中的nah和phe降解基因含量也大量积累。alkB基因的相对丰度和烷烃C8-C12以及C13-C30的降解率之间存在正相关关系，nah降解基因相对丰度和双环（萘）和三环的芳香烃降解率之间同样存在正相关关系。DGGE和高通量测序对微生物群落结构分析表明，Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidetes、Chloroflexi、Actinobacteria和Acidobacteria为土壤中主要的细菌门类，而Ascomycota菌门为主要的真菌微生物。Proteobacteria在三个深度土壤中虽然表现出不同的动态变化规律，但其丰度一直最大。随着培养时间的进行，0-60cm中属于γ-Proteobacteria菌的Pseudomonas为主要的石油降解菌属。Fusarium、Aspergillus和Penicillium sp.是0-60cm土壤中主要的降解石油真菌。60-80cm土壤中能够降解石油烃的主要为厌氧细菌Lactococcus和Alcanivorax，真菌以Nectriaceae和Sordariomycetes为主要优势菌。