黏细菌（myxobacteria）被认为是最有前途的天然产物生产者之一,具有在农业、生物医学和环境保护中广泛应用的潜力。在系统进化上,黏细菌对应Delta变形菌纲（Deltaproteobacteria）的黏细菌目（Myxococcales）,是一类能够滑行运动的革兰氏阴性杆菌,新的分类标准已将其归为黏细菌门（Myxococcota）。黏细菌具有复杂的多细胞群体行为和生活史,如细胞生长的密度依赖、营养匮乏时多细胞子实体形态的发育、细胞的群体运动以及细胞的“狼群式”捕食等。此外,黏细菌能够产生丰富的次级代谢产物,是继放线菌之后又一个重要的药源微生物。黏细菌广泛分布于世界各地的各种生境中,包括陆地,海洋和淡水相关生境,相对而言,针对淡水生境的黏细菌研究最为薄弱。前期我们证实了淡水生境也是黏细菌的重要生境,并通过分析海洋、陆地和淡水环境来源黏细菌的系统发育关系,推测盐度对黏细菌系统发育具有重要影响。然而,目前对黏细菌的多样性分析多关注某一个生境,例如土壤、沼泽、堆肥等,对黏细菌资源的挖掘也多关注陆地和海洋环境,对淡水生境的研究较少。此外,对黏细菌的多样性和分布仍缺乏全球范围的认识和不同生境的比较。黏细菌虽然分布广泛,但黏细菌资源获取困难,是制约其开发和应用的重要瓶颈之一。目前黏细菌的富集主要依据其食性,采用大肠杆菌和滤纸进行诱导,分别富集嗜细菌类群和嗜纤维类群。分离和纯化主要依赖于其形态特征以区别于其他微生物。迄今为止,已描述的黏球菌目包含孢囊杆菌亚目（Cystobacterineae）、堆囊菌亚目（Sorangiineae）和小囊菌亚目（Nannocystineae）3个亚目。多项研究均表明存在着大量新的黏细菌分类单元,但对黏细菌的已培养情况和基因组测序情况尚不清楚。首先,为了全面系统地认识黏细菌的多样性和全球地理分布,以及已培养和基因组测序程度,通过对地球微生物组计划数据和公共数据库中黏细菌信息的比对分析,确定了黏细菌目是地球上已知的多样性最高的原核生物目之一。我们发现黏细菌存在于全球各主要生境,更偏好非盐土壤环境,例如植物根际、非盐沉积物等。注释结果显示,存在大量的黏细菌OTUs在科（至少20%）或属水平（至少50%）尚未被分类。黏细菌属于培养率和基因组测序率均较低的类群,且其已培养率和基因组测序率在不同环境间和不同科属间差异巨大。此外,细胞丰度高或样品分布广的黏细菌更有可能已被培养或已被基因组测序。然而即便是最具环境优势的黏细菌OTU,其中仍有超过60%尚未被分离培养,超过70%尚未进行基因组测序,这表明仍有大量的黏细菌资源尚未被发掘。总之,我们展示了黏细菌全球分布特征,并评估了黏细菌已培养和基因组测序的程度。针对黏细菌在淡水生境中研究相对薄弱的现状,我们采用高通量测序技术分析我国云贵地区湖泊表层沉积物中的微生物多样性,比较不同湖泊的微生物群落组成差异,探究湖泊沉积环境中细菌的地理分布特征及其装配机制。我们发现10个湖泊沉积物中,程海湖的细菌群落结构与其他湖泊具有明显差异。通过分析OTU在样本中的出现频率和相对丰度之间的相关性,发现出现频率较高的OTU往往具有较高的相对丰度,即高丰度类群具有更高的分散或适应能力。地理距离与Bray-Curtis距离之间的相关性分析显示,湖泊沉积物中的细菌群落结构不符合距离衰减模式,暗示了即便两个湖相距较远,但是由于相似的生存环境,使得组间的细菌群落结构差异不大。通过中性模型和零模型分析,我们发现随机过程不是主导云贵湖泊沉积物中细菌群落装配主要生态过程,而确定性过程中的同质选择是湖泊沉积物细菌群落装配中的主导过程。同时我们挑选其中的黏细菌序列进行分析,发现黏细菌目广泛存在于所有的湖泊沉积物中,涵盖了黏细菌的3大亚目,且还存在大量的未分类序列。其中黏细菌目中的嗜盐囊菌属（Haliangium）和厌氧黏细菌属（Anaeromyxobacter）是湖泊沉积物中的优势类群。在目前的组学时代,微生物纯培养尤为重要,微生物资源能够为组学研究提供可靠的基因资源,验证组学研究预测的各种生态功能、生理代谢等。黏细菌作为一类重要的药源微生物,由于其生长较为缓慢难以分离纯化等原因,导致黏细菌资源获取困难。对于黏细菌资源的挖掘,首先,通过汇总目前所有的已培养黏细菌的模式菌及其生境来源,我们发现目前绝大多数黏细菌的模式菌来源于土壤相关环境,仅6种来源于海洋相关生境,没有来自淡水环境的模式菌。黏细菌的系统发育显示,目前已培养的黏细菌分为3个亚目、10个科、30个属和75个种。这些模式菌大多数是通过经典的黏细菌富集分离方法获得的。该富集分离方法既具有有效性又具有局限性,往往仅能获得常见的几个类群,新类群的发现具有偶然性。为了探究经典富集方法的真实富集效果,我们对1个土壤样品分别采用滤纸和大肠杆菌进行富集,在不同的时间点取样和测序,进行菌群多样性分析。结果显示,大量已知黏细菌类群被富集,尤其是一些分离纯化时能够被观察到的类群,如黏球菌属（Myxococcus）和原囊菌属（Archangium）等。同时,多种未被培养的类群也能够被大量富集,尽管暂时未能得到纯培养菌株。在富集黏细菌的同时,其他类群的细菌也能被富集,例如具有捕食性的蛭弧菌目（Bdellovibrionales）菌株,具有高运动性的伯克氏菌目（Burkholderiales）菌株等。采用上述经典的黏细菌富集分离方法,我们从3大生境,即陆地相关生境（校园土,塔克拉玛干沙漠土,树木腐皮等）,淡水环境（湖泊沉积物）,海洋相关生境（黄河三角洲盐碱湿地及河海过渡区沉积物）中分离到450余株黏细菌,分布于黏细菌的3个亚目中,包括黏球菌属（Myxococcus）、珊瑚球菌属（Corallococcus）、原囊菌属（Archangium）、孢囊杆菌属（Cystobacter）、标桩菌属（Stigmatella）、聚集菌属（Aggregicoccus）、匣状菌属（Pyxidicoccus）、无囊菌属（Vitiosangium）、堆囊菌属（Sorangium）、多囊菌属（Polyangium）、小囊菌属（Nannocystis）和软骨霉状菌属（Chondromyces）共计12个属,其中黏球菌属菌株分离到的最多,包括目前已知的5个种M xanthus,M.virescens,M.fulvus,M.stipitatus和M.macrosporus,其次为珊瑚球菌属包括C.coralloides和C.exiguous。获得了 6株潜在的黏细菌新物种。此外,在分离黏细菌的同时,获得9株其他非黏细菌的新菌。综合3大生境的黏细菌分离培养效果,与上述黏细菌富集的多样性分析结果相符,黏球菌属是最易被富集和分离的属,部分被大量富集的类群但难以被分离培养的原因有待深入探讨。在利用经典的黏细菌富集分离方法对黏细菌资源进行挖掘的过程中,分离到了多株潜在新菌,包括黏细菌的新物种和其他非黏细菌的新物种。我们选择了其中1株分离自山东大学校园土的潜在黏细菌新物种SDU3-1T,该细菌隶属于多囊菌科（Polyangiaceae）的多囊菌属（Polyangium）。另外选取3株分离自山东大学校园土壤样品的特征比较明显的潜在新菌,包括形态上与黏细菌相似,能够滑行运动的菌株SDU1-6T,隶属于金色线状菌属（Chryseolinea）。具有极端耐辐照能力的菌株SDU3-2T,隶属于异常球菌属（Deinococcus）。与模式菌株16S rRNA基因最高相似性仅为84.2%的SDU3-3T,是绿弯菌门（Chloroflexi）,绿弯菌纲（Chloroflexia）的一个新成员。对这4株潜在新菌从形态特征、系统发育关系、生理生化特征以及基因组信息等方面,并根据各菌株特点,通过多相分类方法,确立多囊菌属的一个新种（Polyangium aurulentus）,代表菌株为SDU3-1T;确立金色线状菌属的一个新种（Chryseolinea flava）,代表菌株为SDU1-6T;确立异常球菌属的一个新种（Deinococcus terrestris）,代表菌株为SDU3-2T;暂定绿弯菌纲的一个新科（Allapsifilumlubricum）,代表菌株为SDU3-3T。综上所述,本课题从免培养和纯培养的角度,系统解析了黏细菌的地理分布和多样性,从多种生境中广泛挖掘黏细菌新类群,丰富了黏细菌的资源库。首先我们展现了黏细菌的全球地理分布、多样性,评估了目前黏细菌的已培养和基因组测序情况。其次,针对黏细菌在淡水环境研究薄弱的现状,我们分析了湖泊沉积物环境中细菌和黏细菌的分布和多样性,并解析了湖泊沉积环境中细菌的群落装配机制。在此基础上,对3大生境的黏细菌进行资源挖掘,我们首先阐明了目前所有已培养黏细菌的系统发育关系及其环境来源,深入认识了黏细菌经典富集方法的真实富集效果,并对陆地相关生境、湖泊沉积物以及黄河三角洲湿地相关生境的黏细菌进行富集分离。最后,我们对获得的其中1株新的黏细菌及其他3株特性明显的细菌进行多相分类,确立了其科学分类地位。本研究结果对于黏细菌资源的进一步开发和应用具有一定的参考价值。