目的：我国冰川冻土资源非常丰富,但相对国内、外来说,低温微生物的开发研究还比较落后,国内在低温酵母菌的研究基本为零。随着全球气候变暖逐渐加剧,冰川逐年退化,因此对低温微生物的研究迫在眉睫,由于酵母与人类生活息息相关,低温酵母菌的研究就越发显得重要,根据世界范围内目前对低温酵母菌开发利用的深度和宽度了解,也存在严重的不足,因此从天山一号冰川中分离、纯化低温酵母菌对于特殊地域低温微生物的开发与利用意义重大。本课题就是利用乌鲁木齐天山一号冰川分离筛选低温酵母菌的资源,研究及其遗传多样性、分子系统学,能够进一步深入了解低温酵母菌的生态、生理、生化状况,从而筛选出能够极大的适应低温生态环境的菌株,从而更好的了解低温微生物的系统发育情况。相信随着世界各国科学技术的不断进步以及相互交流的增加,我国对低温微生物及其相关产物的研究将取得一定的研究成果。方法：天山乌鲁木齐河源一号冰川是我国在冰川水文、气候变化、生态退缩等基础研究方面最为详尽的冰川,本研究依托新疆独特的这种低温地理环境,从天山一号冰川底部沉积层空水及融水中分离筛选耐低温酵母菌菌株,采用分离培养基以及纯化培养基分离纯化菌株,对已分离菌株的最适生长温度、最适pH及耐盐性进行测试,通过纯培养方法分离冰川低温酵母菌并测序研究其系统多样性,利用ITS和26S rRNA基因序列分析确定低温酵母菌种的系统进化地位,运用分子生物学方法揭示菌株的物种多样性、系统进化关系,了解其生态生理；采用宏基因组学技术对所采集的天山冰川水样建立天山冰川低温微生物基因文库,以期得到大量来源于未培养微生物的遗传信息；从纯培养分离的低温酵母菌中筛选、纯化产低温酶菌株,包括脂肪酶、酯酶、淀粉酶、蛋白酶、果胶酶以及几丁质酶,通过选择性培养基分别测试了菌株的产胞外酶性状,并通过MSP-PCR指纹技术对26S rRNA基因高度同源性的菌株做进一步区分,研究了产胞外酶的菌株特征,以期为后续研究开发低温酵母菌的生物技术利用提供基础,并拟解决低温酶的酶源问题,特别是关于他们能够开发作为冷活性酶的一个来源和生物降解的能力研究。结论：1通过稀释平板法共分离得到66株可培养物,在显微镜下鉴定其确为酵母菌,且分离菌多数能产色素(68.4%),菌落颜色呈大红、橘黄、乳黄、乳白等,分离得到的低温微生物最适生长温度为18-24℃,绝大多数属于耐冷菌。经26S rDNA与ITS序列分析法测定后,进行系统发育分析,这些低温可培养菌株在发育树上分属于担子菌纲(basidiomycetes)、子囊菌纲(ascomycetes)、类酵母菌纲(yeast-like organisms)3个系统发育类群,其中担子菌纲(basidiomycetes)为优势菌群。隐球菌属(cryptococcus)是优势菌属,占总菌数比重最大,对冰川中可培养低温微生物多样性贡献最大,产酶比重最多,其次是红酵母属(Rhodotorula)、掷孢酵母属(Sporobolomyces)和木拉克酵母属(Mrakia)。本研究表明天山冰川是菌种保藏的天然产所,其可培养低温微生物具有丰富的多样性。2采用宏基因组学技术构建天山冰川低温真菌基因克隆文库,阳性克隆体经菌液PCR验证、双酶切检测基因测序后得到94条序列,其中担子菌门(Basidiomycota)共有14条、子囊菌门(Ascomycota)共有47条、壶菌门(Chytridiomycota)1条、未知真菌(uncultured fungus)32条。文库中子囊菌门(Ascomycota)是最大的进化簇,且拟青霉属(Simplicillium sp.)和曲霉属(Aspergillus sp.)所占比重较大,分别为17.02%和27.66%,未知真菌(uncultured fungus)居其次,分为假散囊菌属(uncultured Pseudeurotium)与假担子菌属(uncultured Basidiomycotd)。研究表明分子学方法比人工培养能够获得更多的遗传信息,多样性更加丰富,并能更准确地体现天山冰川中低温微生物中的真菌分布状况。3本研究通过对已分离酵母菌的筛选,共获得47株产低温酶菌株,其中15株可产低温脂肪酶、21株可产低温淀粉酶、12株可产低温果胶酶、17株可产低温蛋白酶、5株可产低温几丁质酶。所得产酶菌株最适生长温度大多数为20℃左右(室温下),生长温度范围基本处于4℃-24℃之间,属耐冷菌范畴。最适生长NaCl浓度在7%左右,大多数属于微好盐菌,47株产低温酶菌株分别属于担子菌纲(basidiomycetes)、子囊菌纲(ascomycetes)、类酵母菌纲(yeast-like organisms)3个系统发育类群,其中担子菌纲(basidiomycetes)为主要产酶菌群。由实验结论可知,低温酵母菌的产低温酶的能力大而丰富,因此,天山冰川中蕴藏着极其丰富多样的产低温酶微生物资源,是理想的酶源。