本论文包括两部分内容，一部分是采用元基因组的概念和技术手段，研究产氢生物反应器中微生物群体结构和功能基因，并获得了一个以前没有报道的、能够促进淀粉酶分泌的新基因；另一部分是利用自己设计的特异引物，在PCR指导下从环境中分离纯化属于Cytophaga-Flavobacter-Bacteroides(CFB)类群的微生物，从太湖沉积物中分离得到一株属于黄杆菌属的新种，其系统发育与该属主要成员相距较远。两部分结果概述如下：　　 将来自天然高温生态环境中的微生物富集物接种于高温厌氧生物反应器，经开放式连续运行，获得在高温厌氧条件下能快速稳定产氢的微生物群落，通过构建16S rRNA基因文库，结合限制性酶切图谱和测序技术分析群落的结构和组成。初步研究结果表明，该微生物群落在高温(60℃)、厌氧条件下，以10 g/L可溶性淀粉为底物，接种后2-3小时即可产生氢气，6-7小时后淀粉利用率达95％以上，其代谢产物为乙酸、乙醇、氢气和二氧化碳。微生物群落生长pH5.4-8.8，产氢pH5.4-7.0。对该微生物群落16S rRNA基因多样性分析表明，其中占克隆总数78.5％的优势16S rRNA基因序列与速生栖热分枝菌(Thermobrachium celere)和印度喜热菌(Caloramator indicus)的16S rRNA基因相近，相似性达到98.1-99.5％(5’，500 bp)。氢酶简并引物PCR文库分析结果表明，获得的氢酶基因片段为两种铁氢酶基因片段，分别与来源于梭菌(Clostridia sp.)的铁氢酶的氨基酸序列相似性较高，没有克隆到其它铁氢酶基因序列。速生栖热分枝菌和印度喜热菌是一类已知的嗜热厌氧细菌，能利用葡萄糖等多种碳水化合物发酵产氢，印度喜热菌还能水解淀粉；生长快、代时短使它们在高温厌氧生物反应器中处于绝对的竞争优势；特别是快速稳定的产氢性能与本反应器的产氢特点非常吻合，因此可以认为这类微生物是本高温厌氧反应器的主要产氢微生物。芽孢杆菌和γ-变形细菌对氢气产生无直接的作用，但它们一般为好氧或兼性厌氧菌，可以消耗培养基中少量的氧气，降低培养基的氧化还原电位，改变高温厌氧生物反应器的理化环境，促进产氢微生物的生长和氢气的产生。　　 直接提取高温厌氧生物反应器活性污泥的DNA，经Bam HI不完全酶切，电泳回收获得2.5-7 kb DNA片段，将其连接在pUC质粒载体上，转化至大肠杆菌Escherichia coli DH10B，获得反应器微生物基因组质粒文库，经对文库的鉴定分析，该文库的平均插入片段3.0 kb。通过淀粉酶活性筛选，筛选出2个具有淀粉酶活性的阳性克隆。其中一个克隆(F31)的序列分析表明其DNA插入序列编码两个完整的阅读框(>100个氨基酸)，蛋白质同源性分析表明两个阅读框的氨基酸序列与已知功能蛋白没有相似性，氨基酸序列中也没有发现淀粉酶家族保守的氨基酸残基或保守区。进一步研究表明，F31ORF2基因的表达决定大肠杆菌的淀粉降解表型，但F31ORF2表达产物中未检测到除大肠杆菌细胞质淀粉酶外的其它具淀粉水解活性的组分。F31ORF2与大肠杆菌细胞质淀粉酶共表达的结果表明，F31ORF2没有提高大肠杆菌细胞质淀粉酶的表达水平，但对大肠杆菌细胞质淀粉酶的分泌有促进作用，因此，F31ORF2是一种促进大肠杆菌淀粉酶分泌的一种新的功能基因。　　 根据太湖16S rRNA基因文库分析的结果，选择与已获得纯培养的细菌16SrRNA基因序列差异较大的16S rRNA基因序列，设计特异性PCR引物，建立特异性引物PCR指导的环境未培养微生物分离培养方法，并系统鉴定分离的细菌。特异性引物PCR分析结果表明未培养的微生物可以在稀释营养肉汤琼脂培养基上生长。纯化菌株的16S rRNA基因经特异性引物PCR检测表明，40个菌落呈黄色的菌株有8个呈阳性。序列分析表明这8个菌株的16S rRNA基因5’端约500 bp的基因序列完全相同。从中选取S13T、S15和S38菌株进行鉴定。根据16S rRNA基因序列比较及系统发育分析、化学分类、形态和生理生化特性测定结果，菌株S13T为黄杆菌属的新种，因为菌株S13T对NaCl敏感，1％NaCl完全抑制其生长，定名为盐敏感黄杆菌(Flavobacterium saliperosum sp. nov.)。菌株S13TFlavobacterium saliperosum sp. nov.的模式菌株。模式菌株保藏号为S13T(=CGMCC1.3801T=JCM13331T)。16S rRNA基因序列编号为DQ021903。