一.研究背景和意义
微生物是湖泊生态系统的重要组成之一，对湖泊生态系统物质、能量循环起着至关重要的作用。但由于研究方法的缺乏，长期以来对湖泊微生物的研究甚少，总体上对湖泊微生物多样性、结构及其功能的了解极其有限。直到 21 世纪初，科学家才基本认定湖泊中的微生物有其独特的区系和组成。目前已被人类分离而且认识的微生物种类不会超过自然界天然存在的总量的5% [1]，在此基础上首先要做的是扩大物质筛选范围[2]。而对极端环境中微生物的分离研究有望再很大程度上获得更多的新微生物种群，就目前研究现状而言，人们更多的是对海洋、极地等极端环境中的微生物进行研究，而对于湖泊微生物的研究仍存在极大的空缺。
就目前来说研究湖泊微生物多样性最传统的方法是利用选择培养基进行分离，研究表明，能够在培养基上生长的细菌仅占环境中微生物总量的不到1%[3]，因此该方法存在很大的缺陷。随着化学分析水平的提高和对微生物生理生化特性研究的不断深入，更多研究微生物多样性的方法应运而生，如群落水平生理指纹方法、生物标记方法、分子生物学方法。目前分子生物学方法在微生物多样性研究中得到广泛应用，其中，16SrRNA 分子大小适中(约1.5kb)，既能体现不同菌属之间的差异，又宜于利用测序技术而得到有关系统发育关系的充足信息，故被广泛采用[4]。
我国的部分湖泊，其环境条件极端，例如极端高盐、低温、低 pH、强辐射、极端污染等，这些生境中的微生物具有独特的环境适应和生长代谢机制 [5]，能够产生一些特殊的活性物质，比如酶类、抗生素、毒素、萜类等，来帮助自身更好的适应环境。因此不同湖泊环境中的微生物不仅在多样性方面具有研究价值，在药物研发方面也具有潜力。其中对于蛋白酶的研究是微生物活性物质研究的一大重点。蛋白酶是一类非常重要的工业用酶，已广泛用于食品、洗涤、皮革、饲料等工业。目前所用蛋白酶一般都是中温蛋白酶，最适酶活温度一般都在50℃左右，产酶菌的最适生长与产酶温度在30℃以上[6]。低温蛋白酶的最适酶活温度一般在40℃以下，由嗜低温菌和耐低温菌产生。这些低温菌的最适生长与产酶温度一般在20℃以下[7]。根据其生长温度不同，嗜冷微生物可分为2类[8]：必须在低温下生活，最高生长温度为20℃，适宜温度为15℃，在0℃可生长的微生物称嗜冷菌；生长温度高于20℃，适宜温度高于15℃，在o～5℃可生长繁殖的微生物称为耐冷菌。低温蛋白酶可在低温或室温下进行反应，无须加热和冷却，可以降低成本。因此在工业生产中有着中温蛋白酶无法取代的优越性，在洗涤业、食品加工、生物制药、环境生物修复等领域有着广阔的应用前景[9-10]。目前工业上所用蛋白酶一般都是中温蛋白酶，其最适酶活温度在50℃左右，常温和低温下酶活力不高，不能满足市场需求，大规模用酶依赖进口[11]。
本次课题通过对来自不同的湖底淤泥样品进行分离培养，通过对菌落形态特征的观察初步了解湖底淤泥中微生物的多样性。同时对培养获得的微生物进行活性物质研究，从中筛选出具有抗菌性、产低温蛋白酶的菌株，并对其进行进一步的鉴定，以期对湖泊中微生物的研究和低温蛋白酶的应用奠定基础。
二.拟研究或解决的问题
1.通过观察菌落的形态特征探究湖底淤泥微生物的多样性；
2.研究湖底淤泥中细菌的抗菌活性；
3.研究湖底淤泥中细菌能否产生低温蛋白酶并对其所产生的低温蛋白酶进行活性研究。
三．实验时间安排
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