新疆地区幅员辽阔,并拥有世界第二大沙漠塔克拉玛干沙漠。沙漠地区,土壤贫瘠。然而近年来,本实验室的研究表明该地区微生物资源十分丰富。然而,目前对该地区微生物的生存策略却知之甚少。本研究选取锰离子氧化和多环芳烃降解的细菌作为研究对象,对微生物在沙漠环境中的作用进行了初步研究,并获得有理论与应用研究价值的微生物资源,同时对部分其他分离菌株进行了多相分类学研究。首先对参与锰离子氧化过程的细菌进行了研究。这类微生物在环境中广泛存在,然而对其多样性以及分布情况则知之甚少。本研究分离得到的沙漠环境中能进行锰离子氧化的细菌,数量最大的是芽孢杆菌,第2的则是放线细菌,主要来自于微球菌科和诺卡氏菌科及其相关种属。此外,还获得具有锰离子氧化能力的黄杆菌细菌。这些锰离子氧化细菌不仅具有系统发育多样性,其锰离子氧化现象也十分丰富。通过生物化学方法对分离菌株的催化过程中Cu的依赖性进行评价,发现其对Cu2+的响应现象也并非千篇一律,暗示锰离子的氧化机理可能同样具有复杂的多样性。通过红外光谱分析,推测细胞与Mn离子相互作用可能存在四种模式,均与MnOx的形成、生物大分子的合成以及Mn的相互作用直接相关；通过电镜能谱联用技术,确定了部分菌株氧化锰形成的部位均在细胞外,有些MnOx则存在于细胞之间以及包裹于细外产物中；X-射线衍射结果显示大多分离的细菌产生的MnOx不具有明显的晶体结构,但在三个菌株中发现了新的类似Mn5O8的晶相。结合Biolog检测发现高锰离子浓度对细菌代谢的影响具有复杂性,并探索出一定的规律。结果表明,沙漠环境锰离子氧化微生物具有非常复杂的锰离子相关行为。同时通过经典的直接筛选和富集培养技术,获得了一批具有系统发育多样性且具有能以多环芳烃为碳源的菌株。这些菌株有的具有中度或者较强的耐辐射能力,通过γ-辐射实验,对归于Deinococcus、Kocuria以及Rhodococcus 3个属的分离菌株的耐辐射能力进行测定,确定其耐辐射能力；并通过气相色谱-质谱技术确定其降解多环芳烃能力。这些新的耐辐射且具降解多环芳烃的菌株为辐射混合污染区域的环境治理提供了新的材料。本研究还在微生物资源研究中发现三个新种,菌株XM-003T、1-2T与1-4和13-25T。菌株1-2T与1-4 16S rRNA基因序列的相似性为100%,鉴定为同一个种,与其同源性最高的模式菌株相似分别是：Pedobacter daechungensis （94.2%）, P. lentus （93.2%）,与该属的其他种的相似性均低于93%。多相分类学研究表明菌株1-2T与1-4为Pedobacter属的一个新种,定名为Pedobacter glucosidilyticus sp.nov.。菌株XM-003T与Mucilaginibacter kameinonensis相似性最高（96.0%）,表型特征和化学分类学研究表明该菌株为Mucilanginibacter属,但与已发现的种有较大的差别,为该属中的一个新种并定名为Mucilaginibacter ximonensis sp. nov.。菌株13-25T的16S rRNA基因分析表明,该菌株与Cohella panacarvi最高序列的相似性（96.9%）,而其表型与C. panacarvi具有明显的差别,尤其是其运动性以及C源利用能力；与该属其它的种也存在较大的差别,因此将菌株13-25T确定为Cohnella属的一个新种,定名为Cohnella damuensis sp.nov.此外,该菌株具有一定的木聚糖水解能力,具有潜在的应用价值。