本研究以南极长城湾海洋沉积物(Sed1、Sed2、Sed3)及潮间带(IT1、IT2)为实验样本,在传统分离培养手段基础之上,采用Miseq高通量测序技术和传统微生物分离培养方法,对沉积物和潮间带中的微生物群落进行研究,并且进一步认识微生物多样性、微生物生态学功能、环境影响因子这三者之间的相互关系。宏基因组技术,可以在认识极地海洋微生物群落结构的基础之上,进一步了解海洋微生物在南极海洋生态系统中的生态学功能,了解功能基因的多样性特征,透析微生物与环境之间的潜在关系。Miseq高通量测序技术对Sed1、Sed2、Sed3及IT1、IT2中的微生物多样性和群落结构进行初步研究,基于门、纲、属水平统计聚类分析探究南极长城湾附近丰富的微生物资源。5个样品共有的细菌门包括拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、放线菌门(Actinobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)。共有细菌属为吕氏杆菌属(Lutibacter)、γ-变形杆菌属(Gammaproteobacteria)、小纺锤状菌属(Fusibacter)、海单胞菌属(Maritimimonas)和螺旋体菌属(Blastopirelilul)。假单胞菌属(Pseudomonas)是Sed1、Sed2、Sed3中优势菌属,球状菌属(Granulosicoccus)是IT1、IT2的优势菌属。真核微生物中色矛纲(Chromadorea)和硅藻纲(Diatomea)分别是是潮间带和沉积物的优势纲。通过构建沉积物样品(Sed1、Sed2、Sed3)及潮间带样品(IT1、IT2)功能基因克隆文库,利用宏基因组学方法对功能基因类型及其物种贡献度等进行分析,结果表明:对于新陈代谢(Metabolism)、特征缺乏(Poorly characterized)、细胞信息传递(Cellular processes and signaling)和信息的储存传递(Information storage and processing)4种功能贡献度最大的菌属为变形菌属(Proteobacterial)、拟杆菌属(Bacteroides)和放线菌属(Actinobacteria)。对二、三级功能基因的固碳菌属分析中,沉积物超过40%的比例为固碳菌属,潮间带均低于20%。影响因子关联分析中pH、Zn、Cu对于潮间带样品中的Ilumatobacter、Actinobacteria和Nocardiobe为主要影响因子。pH对潮间带样品IT1和IT2产生正影响,对沉积物样品Sed1、Sed2和Sed3产生负影响。利用R2A和2216E两种由海水配置的培养基对南极长城站潮间带样品IT1和IT2进行可培养细菌的分离纯化,共分离到142株细菌,对分离菌株16S rRNA基因进行PCR扩增、测序和序列比对,发现这些菌株来自4个门,分别是变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes),分布在20个属,变形菌门有80株,达到总分离株的56.3%;其次是拟杆菌门47株、放线菌门12株和厚壁菌门3株,占到比例33.1%、8.5%和2.1%。IT1样品分离菌株中变形菌门的细菌较多到达70%,分布在8个属。IT1中的优势属是Flavobacterium和Paraglaciecola。Sulfitobacter、Zhongshania、Psychromonas、Oceanisphaera、Gelidibacter、Cellulophaga、Aequorivita、Paeniglutamicibacter、Arthrobacter、Micrococcus、Planococcus是IT1样品的特有属。南极长城湾近岸海洋微生物群是由众多微生物组成的一个复杂群落,并且是南极陆地生态系统向海洋生态系统过渡的重要代表。相关成果对于深入认识微生物在极地海洋生态系统中的生态学地位、评估极地海洋微生物群落对全球气候变化的响应与反馈、以及保护极地生态环境安全等方面具有重要的科学参考意义。