南极具有酷寒、烈风、强辐射、低营养等气候特点,储藏了极宝贵丰富的微生物资源。本文以中国第30次南极科学考察采自菲尔德斯半岛区系的10个站位样品为研究对象,系统研究了南极菲尔德斯半岛可培养微生物的种类和数量,初步分析了该区菌株群落的基本特征、分布情况及微生物多样性等。首次从南极环境中筛选出同时产低温纤维素酶和低温木质素酶的细菌,初步探究了其酶活性和降解特性,选取一株具有较高木质纤维素酶活力的细菌,对其进行了转录组测序和功能注释分析。本论文对中国第30次南极科学考察采自菲尔德斯半岛区系的10个站位样品进行了菌株的分离培养、形态学、生理生化和分子鉴定,同时测定其胞外酶活性。从10份采集样品分离筛选的菌株中选取20株细菌和5株真菌进行了序列鉴定,结果表明,在分离得到的20株细菌中,共包含4个门,6个纲,9个属,其中有12株细菌属于变形菌门、γ-变形菌纲、假单胞菌属(Pseudomonas sp.),属于优势菌群；分离得到的5株真菌属于2个门,4个纲,4个属。结果表明南极菲尔德斯半岛不同生境下存在较丰富的微生物多样性。胞外酶的测定结果显示共有6株细菌和3株真菌产纤维素酶,占总菌株的62.5%,本研究筛选的菌株在工业生产中可大幅降低生产成本、节约能源,为极地微生物的应用奠定了基础,积累了资源。通过浓度梯度稀释法、苯胺蓝脱色法、刚果红脱色法的初筛和木质纤维素酶活力测定、检验的复筛,共筛选到产木质素酶的8株细菌和4株真菌,选择其中4株脱色明显的细菌进行木质纤维素酶活力的测定,通过16SrRNA序列鉴定和Blast比对,得出这4株菌分别属于节杆菌属(Arthrobacter sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、黄杆菌属(Flavobacterium sp.),再选择其中木质素酶活力较高的两株进行纤维素酶活力的测定,最终确定木质纤维素酶活性较高的Pseudomonas sp.E4-1作为研究的目标菌株。筛选获得同时产低温纤维素酶和低温木质素酶的细菌在国内外尚未见报道,为进一步产酶条件优化、酶学性质研究、功能基因克隆等研究奠定了基础。采用高通量技术平台Illumina新的测序仪HiSeq 2000对木质素降解细菌Pseudomonas sp.E4-1进行了转录组测序、拼接组装,用生物信息学的方法对木质纤维素降解酶和多个重要代谢途径相关的基因进行了注释分析。进行功能注释和功能分类,转录组测序表明,共组装2196个unigene,其中注释了1653个KEGG。对预测的unigene进行KO分析,其中注释到与木质纤维素降解相关的酶包括内切葡聚糖酶、α-葡糖苷酶、1,4-p-木糖苷酶、甲苯双加氧酶、谷胱甘肽S-(羟甲基)脱氢酶等,这些能代谢苯环结构的酶很可能在断裂木质素结构中苯环结构间的连接键上发挥作用,为进一步挖掘相关功能基因、克隆功能基因等奠定了基础。