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石油不仅是支撑现代工业的主要能源，同时也是主要的环境污染源，海洋环境中的石油泄露事故造成环境的严重污染。烷烃是石油的主要组成成分，细菌在石油污染物的生物降解中扮演重要作用，目前已经分离到一些能够降解石油烃类物质的海洋细菌。红球菌 P14是本实验室前期从近海沉积物中分离到的一株能够利用烷烃、多环芳烃等污染物的革兰氏阳性细菌。通过基因组测序分析，发现红球菌P14中存在多个烷烃降解有关的基因簇。本论文通过GC分析测定红球菌P14对不同链长的烷烃底物的利用能力，进一步对相关烷烃降解基因功能进行研究。主要结果如下： 菌株P14可以利用多种烷烃作为唯一碳源生长。菌株P14在以终浓度为0.1％的液体烷烃C11、C16为唯一碳源、25℃培养8d后，对C11、C16的降解率分别为51.95%、89.10%；在以终浓度为100mg/L的C20、C24、C28、C32的固体烷烃为唯一碳源、25℃培养32d后，对C20、C24、C28、C32的降解率分别为72.89%、82.66%、55.79%、78.85%、49.51%。菌株P14对C16的降解率最高，同时也能够有效地降解支链烷烃C19H40，培养18d后，菌株P14对C19H40降解率为81.47%。 为了进一步研究红球菌P14的烷烃降解机制，从菌株P14基因组中扩增到3个编码烷烃羟化酶的基因：膜结合的烷烃羟化酶基因 alkB1, alkB3，细胞色素 P450单加氧酶基因p450-2251。通过利用共表达质粒pACYCDuet-1、pETDuet-1，将alkB1及编码电子传递蛋白、红素氧还蛋白RubA1、RubA2、红素氧还蛋白还原酶RubR的基因在大肠杆菌中异源表达，同时将alkB3基因克隆至alkB1所在酶系中，验证其功能。重组表达产物AlkB1酶系对中链烷烃C16的降解率为61.99%，对较长链烷烃C20、C24的降解率分别为29.27%、24.58%，而重组表达产物AlkB3酶系则没有检测到相应的烷烃降解活性。 通过对细胞色素P450基因2251的RT-qPCR分析，发现p450-2251基因在中长链烷烃底物C8、C11、C16诱导下，转录水平的基因表达量上调，且在C11诱导下基因表达量最高，而在较长链烷烃C20诱导下，转录水平的基因表达量并无变化，推测p450-2251基因可能参与C8、C11、C16等中长链烷烃的降解。生物信息学分析发现：p450-2251基因上下游有P450单加氧酶催化反应所需的铁氧还蛋白Fdx（2250基因编码）、铁氧还蛋白还原酶FdxR（2252基因编码），将p450-2251基因所在酶系在大肠杆菌异源表达，分析发现重组菌表达产物只对C8有一定的降解，对其他烷烃底物均未无降解。推测基因p450-2251酶系表达产物可能参与C8降解。结合菌株P14降解烷烃的底物谱，进一步推测P14中，可能存在其他类型的烷烃羟化酶，负责长链烷烃底物（C30、C32）的降解。