包括多环芳烃（PAHs）在内的持久性有机污染物的微生物降解已成为当今环境科学研究的前沿课题。新鞘氨醇杆菌（Novosphingobium）普遍具有降解芳烃等污染物的特性,是优良的芳烃污染环境修复菌。之前人们对微生物降解芳香族化合物的基因、代谢途径和调控手段等进行了系统地研究。对近年来很热门又很棘手的有机物污染环境治理问题而言,微生物对烃类的摄取机制是重要的课题,揭示微生物捕获PAHs的分子转运机制是实现有机物污染生物修复的重要前提。本论文以新鞘氨醇杆菌为研究对象,以新鞘氨醇杆菌如何捕获疏水性PAHs为突破口,采用基因组学、反转录实时荧光PCR等技术对其趋化性、趋化基因、趋化蛋白表达及其与PAHs降解的关联等方面进行了较为系统地研究,获得的主要结果如下：1.对一株分离自红树林湿地沉积物中PAHs降解菌N. pentaromativorans F2进行了全基因组测序,其基因组精细图构建与生物信息学分析结果显示：F2基因组大小为5.12M,GC含量为63.16%,总共得到33个Scaffold,5,291个基因,占到基因组总长的89.16%；KEGG PATHWAY注释发现有23个基因注释到细菌趋化性通路中,其中5个甲基趋化受体蛋白MCP,1个感受器激酶CheA,1个偶联蛋白CheW,2个反应调节子CheY,2个MCP甲基化酶CheB,2个MCP甲基转移酶CheR,1个融合蛋白cheBR,1个趋化受体谷氨酰胺脱酰胺酶CheD,3个鞭毛马达开关FliG/M/NY,2个鞭毛定子MotA和3个MotB。与其相似性为99.859%的模式菌株N.pentaromativorans US6-1则有22个基因注释到细菌趋化性通路中,多了CheX但缺少融合蛋白cheBR。2.对已完成全基因组测序的新鞘氨醇杆菌的趋化基因分布进行分析,结果显示它们均至少含一个che簇,能够形成完整的趋化通路,是有实际功能的趋化系统,其中F2、PP1Y和US6-1的che簇中趋化基因排列顺序一致,与亲缘关系稍远的AP12和Rr2-17的趋化基因排列不同,验证了它们之间的亲缘关系,仅Rr2-17有3个趋化基因簇,表明Rr2-17有着较复杂的趋化系统。趋化蛋白组成分析显示新鞘氨醇杆菌均含有MCP、CheW、CheA、 CheB、CheR和CheY,组成机制上与Bacillus较相似,与E.coli差别较大。3.用Pfam和MiST数据库将F2和US6-1的趋化蛋白结构域可视化,结果显示它们的趋化蛋白均有着相同的域结构；分析已测序细菌的趋化基因CheA的域结构发现新鞘氨醇杆菌的趋化系统属于Fla类型。鉴于趋化系统的关键核心蛋白CheA的HATPase_c和CheW两个结构域高度保守,cheA可以作为趋化性细菌的生物标志物（biomaker）,用于检测环境中的趋化细菌。4.采用滴定法和游动平板法研究N. pentaromativorans F2、N. pentaromativorans US6-1、Novosphingobium indicum K13、Novosphingobium stygium DSM12445、Novosphingobium sp.C2AC及N. pentaromativorans US6-1质粒突变株CP-US6-1对芳烃化合物和其中间代谢物的趋化性,结果显示新鞘氨醇杆菌具有趋化性的共同特性,但趋化能力强弱因菌株而异。菌株US6-1和其大质粒缺失株CP-US6-1的趋化性比较研究发现失去降解邻苯二酚能力的CP-US6-1菌株也失去了对邻苯二酚的趋化性,US6-1的趋化性可能属于代谢依赖型。5.根据趋化转运蛋白的基因序列信息设计特异性引物,采用RT-qPCR技术研究这些蛋白在菲和芘诱导下的实时表达,结果发现在菲诱导下趋化转运相关蛋白的表达量均上调；在芘诱导下,趋化蛋白激酶CheA和转运相关蛋白MFS透酶（NSU₀850）的表达下调,但甲基趋化受体蛋白MCPJ和MCP₁130表达上调。验证了US6-1的代谢依赖型趋化性,且表明甲基趋化受体蛋白能直接感应PAHs。