异养微生物在海洋垂直水柱上对有机物的降解和转化是驱动海洋碳循环的主要过程。假交替单胞菌属细菌是属于γ-变形菌纲,交替单胞菌目,假交替单胞菌科中的一类革兰氏阴性菌,广泛分布在多种海洋环境中,并且能产生具有多种生物活性的酶类和次级代谢产物,对海洋生态系统的功能和结构具有重要的作用。最新的研究显示,假交替单胞菌在海洋水体从浅海到深海的垂直水柱上均有分布,是参与海洋碳循环过程的重要类群。然而,目前国内外对假交替单胞菌的研究主要集中在浅海区域或是对可培养菌株的研究,对其生物活性,适应机制、胞外酶活性、以及与真核生物之间的共生关系等进行研究。对深海环境中假交替单胞菌的了解较少,对该类细菌在从表层到深海的整个水柱中的种群结构、生态型分化以及其所产生的生态学影响尚不清楚。针对以上科学问题,本研究选取了新不列颠海沟两个站位不同深度的海水为样品进行研究,通过分子生态学调查与分离培养相结合的手段,首次分析了新不列颠海沟从表层至6000米深海海水中假交替单胞菌的种群结构、活性潜力和生态型分布特征。本论文以新不列颠海沟上覆水体垂直梯度上的假交替单胞菌属细菌为研究对象,分析（1）假交替单胞菌属细菌在新不列颠海沟垂直梯度上的种群结构演替及生态型分布规律;（2）不同深度水体中分离培养的假交替单胞菌属细菌可培养代表株系统发育、生态分型及其与深度的关系。同时,基于以上研究结果,探讨假交替单胞菌在海洋有机碳循环中的潜在作用。本研究首次对新不列颠海沟垂直水柱上8个不同深度海水中颗粒物附着和自由生活微生物群落的16S rRNA基因及其转录子（16S rRNA）的多样性进行分析,结果显示假交替单胞菌属细菌从表层到深海的整个水柱中,以及在颗粒物附着和自由生活的两类微生物群落中均有分布。假交替单胞菌属细菌在细菌总群落中的相对丰度随着深度增加,在1000米到4000米的深海海水中得到大量富集,成为这些水层中的优势物种之一。基于rRNA的转录组分析进一步揭示,假交替单胞菌属细菌在这些深海水层中高度表达,是活性潜力最高的几类微生物之一,并且其在4000米的自由生活型微生物群落中转录水平达到整个水柱的最高值。这些结果说明假交替单胞菌是深海海水环境中的主导和高活性微生物类群,对深海碳循环等生态过程具有重要的潜在贡献。对不同水层微生物群落的16S rRNA基因及其转录子（16S rRNA）的多样性的进一步分析发现,假交替单胞菌属细菌在不同深度有着不同的种群结构,且种群结构随着深度的增加而变得越来越复杂。位于1000米到6000米的深海海水中假交替单胞菌的种群组成与浅水（＜1000米）的种群存在显著的差异,说明在垂直剖面上假交替单胞菌存在明显的生态型划分。此外,对从不同深度海水中分离培养的219株假交替单胞菌的16S rRNA基因和hsp60基因进行系统发育分析,进一步支持了该菌属细菌在垂直水柱上多样化的生态型分化。结果显示,这些分离自不同水层的假交替单胞菌菌株在系统发育上呈现明显的深度特异性,发现了多个浅海或深海特异的进化分枝,说明假交替单胞菌在海洋水体垂直方向上的生态型分化甚至发生在菌株水平上。所发现的深度特异性菌株为进一步研究深海的假交替单胞菌的适应、进化和生态功能提供了潜在的模式菌株。假交替单胞菌在生物群落中丰度大,功能重要,对碳的转换效率非常高。这些发现会提高我们对假交替单胞菌属细菌的认识,使我们更加了解它的适应机制和进化历程以及假交替单胞菌属对海洋碳循环的贡献。虽然假交替单胞菌属只代表众多海洋细菌中的一个属,但它独特的生态学功能和特征使其成为研究海洋微生物的典型菌株,对假交替单胞菌的深入研究有助于我们更好的了解海洋生态系统。