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氧化亚氮是六种温室效应气体之一,尽管氧化亚氮是大气中的痕量气体,但由于其能够参与光化学反应在大气平流层催化臭氧消耗,因而其温室效应增温潜势是二氧化碳的300倍,对全球温室效应的贡献显著。自然环境中微生物的反硝化作用是主要N2O的源同时也是N2O的汇,微生物体内的N2O还原酶基因是唯一能够还原N2O成为N2的基因,因此,关于反硝化微生物N2O还原酶基因的研究对于N2O减排尤为重要。近年来有研究对现有基因库中的氧化亚氮还原酶基因序列分析后发现了一类新型的N2O还原酶基因,这类基因的序列与传统反硝化菌中的nosZ基因序列差异大,而根据传统nosZ基因序列设计的PCR引物未能捕捉到这类新型的基因,造成了这类nosZ基因含量在环境中的广泛低估,同时其所起到的生态作用也未被揭示,特别是对两类不同的nosZ基因的生理生态功能的异同知之甚少。本研究通过对重要的反硝化细菌Thauera linaloolentis 47Lol进行N2O还原酶基因的序列分析,发现该菌株含有两个nosZ基因拷贝,通过序列比对以及编码特性比较发现这两个拷贝分别属于传统的nosZ（nosZI）和新型nosZ（nosZII）基因。为了探究该菌株中两个nosZ基因拷贝的反硝化作用过程中氧化亚氮还原生理特性的差异,以及它们所占据的生态位,本研究运用基因克隆技术对Thauera linaloolentis47Lol中的nosZ进行基因敲除,通过重叠延伸PCR技术构建敲除后片段,构建重组质粒,导入中介菌株后与Thauera linaloolentis 47Lol进行共培养,筛选出含有正确敲除片段的突变体,成功获得了分别只含有一个nosZ基因拷贝的两株Thauera linaloolentis 47Lol突变株。为了快速筛选可能影响两个nosZ基因拷贝造成的细菌生理特性差异的环境条件,通过设计不同培养条件的正交实验以及与T.linaloolentis 47Lol野生型菌株进行了N2O还原能力的比较。对可能造成两株突变体N2O还原特性差异的环境因素的筛选,表明培养基类型是造成两株突变株nosZ基因差异的主要原因。通过对培养基营养成分和含量进行细化,进一步探究nosZII发挥作用的条件表明,碳源和能量来源充足与否是T.linaloolentis 47Lol中新型的nosZ基因发挥作用的关键因素。综上所述,本研究表明,Thauera linaloolentis 47Lol中的nosZI基因与同时含有两个基因拷贝的野生型Thauera linaloolentis 47Lol菌株的N2O还原特性相似,在寡营养环境条件下能够将N2O迅速还原成为N2,在Thauera linaloolentis 47Lol菌株N2O还原过程中起主要作用。而新型的nosII则需要营养更为丰富的培养条件以及在N2O积累一段时间后才能还原N2O。这个结果说明两类基因对环境和厌氧条件的需求有差异,在生理功能上也表现出一定差别。