反硝化是硝酸盐或亚硝酸盐被还原成N<,2>O或N<,2>的过程。细菌反硝化包括4个还原步骤，分别由硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、一氧化氮还原酶和一氧化二氮还原酶催化完成。传统理论认为，细菌的反硝化是一个严格的厌氧过程。然而，二十世纪80年代，Robertson等人好氧反硝化细菌的发现，以及随后人们对好氧反硝化机制的研究突破了传统认识，为废水处理工作者设计处理工艺提供了新的理论和思路，具有广泛的应用前景。研究表明，自然界蕴藏着丰富的好氧反硝化细菌，可在不同的环境(灌渠、水池、土壤以及活性污泥)中大量分离。现已发现许多菌属如产碱菌属(Alcaligenes)、副球菌属(Paracoccus)和假单胞菌属(Pseudomonas)都存在好氧反硝化现象。 本文从武汉市郊某纺织厂排污口以及武汉市郊某养猪厂排污口筛选分离出两株脱氮能力较强的菌株，分别命名为HS-043、HS-047。对这两株新筛选的细菌以及实验室原有细菌HS-03的反硝化能力的进一步研究表明：在特定的培养基中，三株细菌均具有较强的反硝化能力，能分别在12-18小时内将10mM的硝酸盐完全去除。在降解含氮废水中过程中，添加与不添加、添加不同的碳源以及不同浓度的Fe<2+>和MoO<,4><2->对菌株的降解能力都有很大的影响。在只添加碳源(丁二酸钠)时，三株细菌能分别降解或共同降解含氮废水中10 mM的硝酸盐10-40％。细菌HS-03与真菌米曲霉(Aspergillus oryzae)组合，能在6天内降解含氮废水中10mM的硝酸盐98％以上。细菌HS-03与真菌米曲霉协同反硝化的效率高于两者单独的反硝化率。在同时添加碳源以及微量的Fe<2+>和MoO<，4><2->情况下，菌株降解含氮废水的能力有很大幅度的提高。在添加100 mM Fe<2+>以及l nM MoO<,4><2->的情况下，细菌HS-03、HS-043和HS-047以丁二酸钠或乙醇为碳源时，能分别在11-24小时内将废水中10 mM的硝态氮去除98％以上。对三株细菌的生理生化鉴定、分子水平的鉴定分析以及系统发育分析表明：细菌HS-03与HS-047均属于假单胞菌属中的不同种，分别属于P.stutzeri(施氏假单胞菌)和P.pseudoalcaligenes(类产碱假单胞菌)，细菌HS-043属于Delftiaacidovorans(食酸丛毛单胞菌)。细菌HS-03与HS-047的亲缘性较高，而细菌HS-043与细菌HS-03和HS-047的亲缘性相对较低。到目前为止，食酸丛毛单胞菌关于其降解硝酸盐、亚硝酸盐的特性国内外几乎从未见报道。对三株细菌降解含氮废水的研究，为高效、经济地处理含氮废水提供了切实可行的技术资源和理论基础。并为生物快速脱氮净化水处理提供了有用的菌源。三株细菌分别筛选于不同的自然环境，对三株细菌降解废水能力的应用研究，将有利于合理开发利用自然资源，保护自然生态环境。 一氧化二氮(Nπ<,2>O)的排放是导致目前全球气候变暖和大气平流层臭氧损耗的主要因素。一氧化二氮给生态环境和人们身体健康带来严重危害，已引起各国科学家们对它的重视。开展对一氧化二氮还原酶的研究，具有重要的实际意义。本文对反硝化细菌一氧化二氮还原酶的结构基因nosZ进行了克隆表达研究。以细菌P .stutzeri HS-03核DNA为模板，根据Genbank中的p.stutzeri IIOS基因序列(登记序列号为M22628)设计引物进行PCR扩增，得到约1500 bp的片断。将PCR产物经纯化后与质粒pMDl8-T连接，构建重组质粒。经BamHI和HindIⅡ酶切鉴定证实构建成功。且经kpn I酶切鉴定出有目的片段插入方向不同的两种重组质粒。选择正确方向的克隆经BamHI和HindIII消化后与质粒pET28连接构建重组表达质粒。经BamHI和HindII酶切鉴定证实构建成功。将重组表达质粒转化到大肠杆菌BL21中表达。经IPTG分别诱导后，重组质粒pET28-nosZ在约为21 KD处有较大的表达量。将重组质粒pET28-nosZ测序后得到目的片断的全序列，与Genbank中序列登记号为M22628的施氏假单胞菌P。stutzeri一氧化二氮还原酶nosZ因的序列同源性为90％。本文为深入研究一氧化二氮还原酶的结构与功能奠定了良好的基础。