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多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)作为海洋环境有机污染物黑名单之首，广泛分布于海洋环境中，对人类健康和生态环境具有很大的潜在危害。苯并[a]芘(Benzo[a]pyrene，BaP)作为高分子量多环芳烃(PAHs)之一，在自然界分布广泛且性质稳定，具有强致癌性和高诱变性。本论文主要围绕危害性大、难降解的“三致——致癌、致畸、致突变”化学物质的代表——BaP开展研究工作。通过采集汕头和厦门两个具有典型近海海域特点且生态环境各不相同的沉积物，采用富集培养、分离纯化的筛选方法得到若干株能利用BaP作为唯一碳源和能源的降解菌株及混合菌群。结合高效液相色谱法(HPLC)、16／18SrRNA基因分子鉴定及双向电泳技术(2DE)，对降解效果较好的微生物菌株(群)进行了深入研究，探索其代谢降解过程及相关机制，获得了较系统的海洋微生物降解BaP研究结果，主要归纳如下：1．首先针对汕头内海海域表层沉积物中16种优先监控的PAHs的含量、组成进行调查研究，探明了PAHs在汕头内海海域的污染水平及污染物的主要来源：汕头内海海域沉积物主要以4-6环的PAHs为主，其中芴、菲、荧蒽和芘在各个站位均占优势组分，而且5-6环的PAHs均在各站位不同程度的检测到；与国内外其他相似的地区相比属于中等偏高水平；PAHs主要来源于原油、石油类物质的直接输入；芴、苊、菲和芘均超过了生物影响低值，一些没有最低安全标准的高分子量PAHs也有检出。总的来说，汕头内海海域地区的PAHs对生态和环境的影响呈现一定的严重性，需引起有关部门的关注和重视。此外，利用PCR-DGGE的方法分析海底沉积物中微生物的多样性，进一步了解海洋微生物菌群分布与海洋污染和人类活动的相关性。2．在上述研究的基础上以海洋沉积物样品作为微生物的筛选源进行驯化富集和培养，从厦门海域样品中分离纯化得到15株能以BaP为唯一碳源和能源利用的微生物菌株，也从汕头内海海域沉积物中富集驯化培养得到7组降解BaP的混合微生物菌群。3．利用HPLC的方法分析各降解菌株和混合菌株对BaP的降解效果，最终选择降解率较高的细菌(BAP5)、真菌(BAP14)及混合菌(S6)进行进一步研究。来自16／18SrRNA基因分子鉴定结果，表明菌株BAP5属Ochrobactrum sp．，菌株BAP14属Aspergillus sp．，其中Ochrobactrum sp．BAP5能在30d内降解19％的BaP，而Aspergillus sp．BAP14及混合菌系S6分别能在15d内降解70％和60％的BaP。4．不同的环境因子、生长条件可以显著影响降解菌的生长和BaP的代谢及利用：(1)pH值对菌株BAP5的降解效率影响较大，部分表面活性剂能提高其降解效率；(2)pH值和表面活性剂对于菌株BAP14的降解效率影响不大，但Tween系列的表面活性剂却对降解效率起抑制作用；BaP起始浓度也具有一定影响作用，过高或过低均不利于菌株的生长和降解效果；低环PAHs和糖的添加同样对菌株BAP14具有一定促进作用，其中萘和乳糖、棉子糖的添加尤为明显；(3)混合菌系S6在BaP起始浓度为10mg／L及起始pH 6.0的条件下，以乳糖、菲作为共代谢物能够较好提高对BaP的降解效率，而表面活性剂的添加对降解效果影响不明显。5．通过分析Ochrobactrum sp．BAP5、Aspergillus Sp．BAP14和混合菌S6在利用BaP、Pyr、Phe作为唯一碳源和能源利用时差异蛋白的表达情况，发现降解菌在PAHs诱导下多数蛋白呈下调状态，也存在少数上调或特异表达的蛋白条带。采用2DE进一步分析菌株BAP5在不同PAHs诱导下的差异蛋白，结果发现有7个点明显上调或特异出现。经MALDI-TOF-MS及肽指纹图谱比对，得到11个与所观察分子量和等电点相近的蛋白质，其中含有与降解PAHs过程相关的环化酶、脱氢酶、裂解酶，也含有与DNA相关的基因转座酶，还有与能量传递和产生相关的ATP酶等等。