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极地地区寒冷、干燥及强紫外辐射等气候特征造就了极地微生物具有其独特的特性和功能,极地海洋沉积物更是一个具有复杂成分的微生物资源宝库。本文通过对第九次北极科学考察所采集的26个站位和第34次南极科学考察所采集的11个站位的海洋沉积物样品进行了微生物的分离纯化及分子鉴定,分析了极地海洋沉积物中可培养细菌的多样性;选取了一株筛选得到的嗜冷反硝化细菌Colwellia sp.Arc7-635进行生理生化特征分析以及全基因组鉴定分析,探讨了其在氮污染生物修复中的潜在应用价值;选取一株筛选得到的编号为Arc6-271的菌株进行初步多相分类鉴定,通过对分子遗传特性、生理生化特征和化学成分特征的比较分析,初步判定了菌株Arc6-271的分类地位。利用Zobell 2216E培养基、硝化培养基和反硝化培养基四种培养基从第34次南极科考采集的11个站位的海洋沉积物样品中分离得到细菌399株,16S rRNA基因序列的分子鉴定与系统发育分析表明其分属于细菌域的4个门、6个纲、9个目、15个科、28个属、58个种,其中以Halomonas属、Pseudoalteromonas属和Joostella属的菌株数量较多,分别占总菌株数量的39%、25%和10%;从第9次北极科考采集的26个站位的海洋沉积物样品中分离得到细菌316株,16S rRNA基因序列的分子鉴定与系统发育分析表明其分属于细菌域的4个门、5个纲、13个目、18个科、30个属、64个种,其中以Shewanella属、Pseudoalteromonas属和Psychrobacter属的菌株数量较多,分别占比32%、26%和13%。从极地沉积物样品中共获得3株细菌与模式菌株的16S rRNA基因序列的相似度小于98%,可能是3个潜在的新种。极地海洋沉积物中可培养细菌具有丰富的多样性与新颖性,具有巨大的潜在应用价值。菌株Colwellia sp.Arc7-635能够利用NO3-或NH4+作为氮源在低温条件下生长。菌株生长的温度范围是0-20℃,耐NaCl浓度的范围为0-9.0%,适应环境尤其低温环境的能力较强。该菌株可以产生多种胞外酶,例如硝酸还原酶（NapA和NapB）、α-葡萄糖苷酶和蛋白酶,能够利用羊蜡酸作为碳源。菌株Colwellia sp.Arc7-635有1条全长4,741,350 bp的环状染色体（38.41 mol%G+C含量）,包括3841个编码基因、91个t RNA基因、7个16S-23S-5S rRNA操纵子和1个16S-23S-5S-5S rRNA操纵子。根据基因组注释结果,Colwellia sp.Arc7-635编码了一个完整的反硝化通路,该通路由硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶、一氧化氮还原酶和一氧化二氮还原酶等基因组成。与硝酸盐还原成氨相关的基因还包括硝酸盐还原酶基因（NapA和NapB）和亚硝酸盐还原酶基因（NirA、NirB和NirD）。菌株Colwellia sp.Arc7-635的全基因组序列为进一步阐明氮代谢提供了有用的信息,并促进了其在氮污染生物修复中的潜在应用。菌株Colwellia sp.Arc6-271属于γ-变形菌纲,科尔韦尔氏菌属;其16S rRNA基因序列与Colwellia beringensis NB097-1的相似度最高,为97.64%,与Colwellia属其他模式菌株的相似度在92.48-97.07%;与Colwellia属菌株的平均核苷酸同源性分析结果为72.63-82.53%;DNA G+C含量为39.08%。该菌株在2216E培养基上的生长温度范围为0-37℃,最适生长温度为30℃;NaCl耐受生长范围为1.5-6.0%,最适NaCl耐受度3.0-4.5%;Arc6-271可以降解明胶、琼胶、卡拉胶以及淀粉,不能降解酪蛋白、卵磷脂、褐藻胶以及纤维素;过氧化氢酶反应阳性,可以还原硝酸盐,水解七叶苷柠檬酸铁;碱性磷酸盐酶、白氨酸芳胺酶和萘酚-AS-BI-磷酸水解酶反应为阳性。主要的呼吸醌为Q-8;主要的脂肪酸为C15:1ω8c,C17:1ω8c和C16:1ω7c和/或C16:1ω6c;主要的极性脂为磷脂酰甘油（PG）、磷脂酰乙醇胺（PE）和三种未知结构的糖脂。菌株Arc6-271有1条全长4,599,808 bp的环状染色体,无质粒。全基因组共鉴定得到4048个编码基因、84个tRNA基因、15个基因岛,并分析得到与氮代谢相关的8种基因,与抗菌活性相关的9种基因。通过上述对分子遗传特性、生理生化特征和化学成分特征的比较与全基因组分析,初步判定Arc6-271为科尔韦尔氏菌属的一个新种。该研究为进一步开发利用极地资源奠定了基础。