贫营养细菌(Oligotrophic Bacteria)广泛存在于贫瘠环境中,具独特的生态学意义。本研究以实验室保存的一株来源于荒漠化土壤中的贫营养细菌P4为研究对象,对该菌基本生物学特性、基因组结构特征、对贫瘠土壤改良效应三个方面进行研究,以期为利用贫营养微生物进行荒漠生态系统的修复提供了理论及技术参考。主要研究结果如下:(1)P4菌株在15mg/L-10g/L葡萄糖浓度中均能生长,属于兼性贫营养菌。P4菌最适生长温度为30℃,最适生长pH值为7.3; P4菌在四种贫瘠的沙质土壤中均能生长,菌数最高可达1.58×109cfu/g; P4菌具较强的耐盐能力和解磷解钾能力,同时具有一定的产胞外多糖的能力。(2)对该菌株全基因组测序、基因组序列结构特征以及基因功能注释等信息进行了分析。结果表明,该菌基因组大小为3929791 bp,GC含量达46.5%,含有4029个蛋白质编码基因,86个tRNA,主要参与氨基酸代谢及转运、糖类转运及代谢、酶化学催化及自身分化等。对P4菌适应贫瘠环境机制分析表明,该菌具有多个基因编码的蛋白在饥饿应激、氧化应激、高温胁迫、渗透应激、干旱胁迫等方面具有重要意义,此外有264个基因参与糖类转运及代谢,具完整的糖异生途径。有45个基因参与氨基糖和核苷酸糖代谢途径,基因组中存在5个编码多糖合成的特有基因。该菌基因组与四株枯草芽孢杆菌相比具有508个特有基因,与类芽孢杆菌KNP414的基因组相比具有878个共有基因,并分别对这些特有基因和共有基因编码蛋白进行预测分析。(3)贫瘠土壤中接种P4菌培养液可显著提高土壤中的速效养分含量,其中有效氮增幅为29.42%-125%,有效钾增幅为4.16%-14.15%,有效磷增幅为8.15%-11.68%,而对土壤的全养分及pH值无明显影响。P4菌可显著增加土壤的保水性,部分供试土壤的保水性增加超过30%; P4菌可显著提高土壤纤维素酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性。研究结果表明,贫营养细菌的施加有利于表层土壤水分的保持,改变了土壤原有的养分格局,为其他微生物及植物的定居创造有利的条件,对贫瘠土壤有一定的改良效应。