氨氧化古菌（AOA）在海洋氮素的生物地球化学循环中发挥重要作用，是环境微生物生态学的一个新的热点研究领域。本项目以南海北部海域为研究目标，利用分子生态学、微生物学、生物化学和同位素化学等学科交叉的理论和技术手段，PCR扩增特异性的16S rRNA基因和amoA功能基因，然后通过基因文库分析、DGGE分析、定量PCR分析以及统计学分析，对南海北部及邻近海域水体和沉积物的AOA的种群结构、系统进化、在氮素转化中的作用、与环境因子之间的响应与反馈关系及其生态效应进行系统研究。项目取得的主要研究成果如下：（1）系统的描述了西太平洋海域氨氧化古菌的系统多样性和生态模式；（2）阐明了红树林沉积物中的氨氧化古菌(AOA)与氨氧化细菌（AOB）的空间分布与丰度特征以及控制其分布的主要环境因素；（3）南海北部海域深部生物圈中的氨氧化微生物进行了深入的研究，拓展了对地球上氨氧化微生物存在的范围；（4）系统分析了从珠江口到南海的一个断面的氨氧化细菌的群体结构变化，找到了深海和近海与环境相适应的特异性类群；（5）系统研究了南海底部生物圈中的NirS基因的多样性、丰度和分布特征；（6）研究了Permian sea生态系统中的氨氧化微生物群体，氨氧化古菌是Permian sea中唯一发挥氨氧化活性的微生物功能群；（7）构建了河口微生物氮输出模型。. 研究的结果揭示了南海北部区域AOA的种群结构和分布特征，认识了其在南海氮物质循环中的作用及关键的影响和驱动因素，优化了南中国海海洋氮素循环机制模型，为认识AOA在南海北部海洋生态系统中的作用提供了重要基础。相关研究共计发表SCI学术论文9篇，中文核心期刊两篇。