高浓度硝酸盐会引起河流富营养化、水质恶化等环境问题,并危害人类健康。因此,污染水体脱氮是环境污染治理的关键。生物脱氮被认为是减少氮污染的最有效途径,微生物可将氮氧化合物（如硝酸盐和亚硝酸盐）转化为N₂。本研究从浙江省杭州市七格污水处理厂的污泥中分离筛选了一株高效反硝化细菌,考察了该菌株的反硝化性能。通过De Novo测序获得该菌株全基因组序列,成功克隆其nos Z基因并构建了含有nos Z基因序列的原核重组表达菌株E.coli BL21（DE3）-p ET28a-nos Z,经IPTG诱导完成在大肠杆菌中的表达,并对比考察了原始菌株与该菌株对N₂O的还原性能,主要结论如下:筛选得到一株异养反硝化细菌,通过形态学观察、生理生化实验并结合16S r DNA基因序列分析,鉴定该菌株为香茅醇假单胞菌（Pseudomonas citronellolis）命名为WXP-4。菌株WXP-4的反硝化特性研究表明该菌株在最优工艺条件下（最适碳源为琥珀酸钠,C/N比为7,p H值为7.0,温度为40°C）,在好氧和厌氧条件下均能达到100%的硝酸盐和亚硝酸盐去除率。气体检测结果表明该菌株在厌氧条件下主要产生N₂,无N₂O排放。通过De Novo测序获得菌株WXP-4全基因组序列,该序列总长6672752bp,GC含量67.40%。其中反硝化基因有4类,nar LQKKGHJI、nor BC、nos RZDFYL基因成簇存在,nir功能基因只有nir K,未发现nap相关基因簇。使用Swiss Model基于序列同源对比对N2OR蛋白结构进行三维建模,用Discovery Studio 4.5软件编辑nos Z蛋白获悉该蛋白是4Cu:2S的结构且Cu A只有5个氨基酸配位。成功构建基因工程菌E.coli BL21（DE3）-p ET28a-nos Z,且nos Z基因在E.coli BL21（DE3）中被成功转录表达为具有活性的N₂OR,可独立发挥N2O还原功能。野生菌WXP-4的N₂O还原速率约为工程菌的2倍,可能是由于工程菌中缺失了nos RFDYL基因中的某一个或某几个基因,无法编码相应地辅助蛋白,从而导致N₂OR的活性降低或总酶量的减少。