深海生态系统中的微生物群落在生物地球化学循环中扮演关键角色，但迄今为止，深海微生物的多样性程度、地理学分布特征和生理生态功能仍不太明确。放线菌(aetinobacteria)是一大类能够产生多种次级代谢产物的原核微生物，广泛分布于各种生境中，生物多样性丰富，在物质及能量循环中具有重要的生态学地位。但很多深海关键地域的放线菌分布及多样性情况鲜有研究，其环境适应机制和生态学功能也尚未明确。本论文以印度洋深海很少被研究的西南印度洋洋脊(SWIR)和卡尔斯伯格洋脊(CR)的沉积物为材料，取得如下研究成果:　　16S rRNA基因高通量测序及生物信息学分析发现，沉积物原核微生物多样性高，包括77个门、199个纲、约700个属、7万多个OTUs。其中31个门在所有的样品中都存在，Proteobacteria、Thaumarchaeota、Planctomycetes、Actinobacteria和Acidobacteria是相对多度较高的几个门。微生物群落组成在不同的样品间存在差异，特别是热液(HFS)和非热液沉积物(NHFS)样品之间，且与环境因子显著相关。在跨越较大地理距离(0.0409-3440.241km)的39个样品中，微生物群落结构主要受到显著区分HFS和NHFS两种生境类型的硫、铁和总磷含量的影响;HFS的微生物群落结构受到锰、总磷和硝态氮含量影响;NHFS微生物群落结构受碳氮比和地理距离的影响。有206个高相对多度的OTUs存在于所有样品中，它们构成了基础微生物群落，具备与整体群落结构一致的地理学分布雏形，并且它们广泛分布于多种深海生境和多个大洋，推测与全球海洋微生物的分布格局有密切关系。　　通过相似物种的功能分析发现，沉积物中存在适应不同生境、多种多样的可能参与地球化学元素循环的功能类群。推测硫循环和碳、氮循环分别是HFS和NHFS微生物群落的主要代谢驱动力。氨单加氧酶基因amoA和硫酸盐还原酶基因dsrB的高通量测序分析进一步表明，沉积物中存在大量氨氧化和硫酸盐还原微生物，它们的分布与环境因子密切相关，形成了生境特有的功能微生物谱系。聚酮合酶PKS基因的克隆文库测序分析表明，沉积物中存在大量新颖的PKS基因，且不同产物类型的PKS基因在样品中具有不同的分布规律，这为选择样品进行天然产物挖掘提供了参考。　　放线菌门(Actinobacteria)在沉积物原核微生物中是相对多度位居第四(5.3％)的优势门，占各样品序列数的1.8-15.4％，包含6个已知的纲、3个candidate纲、17个目。酸微菌纲(Acidimicrobiia)和放线菌纲(Actinobacteria)是其中的优势纲。不同样品间放线菌群落组成存在差异，但在HFS和NHFS样品之间的差异并不显著，与整体微生物群落分布不同。放线菌的群落组成主要与碳氮比显著相关。通过设计不同的样品处理方法和培养基，从9个样品中获得了176株深海放线菌，分属于9个目、18个科、29个属，其中1个目、5个科、14个属在高通量测序中并没有检测到。16S rRNA基因序列分析表明，30.1％的分离菌株可能属于新种。　　分离获得的放线菌中，69.9％的菌株具有硝酸盐还原能力，55.7％具有降解难降解有机物的能力;并且这些功能菌株多样性丰富，分别分布于27和23个属中。对其中六个属(Brevibacterium、Kocuria、Microbacterium、Micromonospora、Rhodococcus和Streptomyces)的30株菌的分析表明，它们可以在低温下产生多种类型的活性化合物，抑制印度洋深海来源细菌的生长。推测其擅长通过干扰型竞争在寡营养环境中获得生存优势。对短杆菌属Brevibacterium）和考克斯菌属(Kocuria)两个功能类群的16株菌的分析表明，它们属于两个新种，具有耐受高盐和低温的能力，生长pH偏中性至碱性，能利用多种碳源，耐受万古霉素等化合物。其中的短杆菌新种已生效发表并命名为Brevibacterium sediminis sp.nov.。这些结果表明，印度洋深海放线菌具有适应原位的生理特性，并可能在深海碳和氮循环中发挥重要作用。