好氧不产氧光合细菌（aerobic anoxygenic photosynthetic bacteria,AAPB）已成为水圈微生物生态热点研究领域,AAPB能够吸取环境中的有机质来维持细胞的生长与代谢,同时借助自身独特的菌绿素进行产能不产氧光合作用,在水体物质循环与能量流动中扮演着重要角色。AAPB以较高的丰度广泛分布于海洋、湖泊及河流等典型水圈生境中,近年来,越来越多的AAPB种属陆续被发现报道,基于对光合基因puf M的系统发育分析,大部分AAPB属于α-、β-及γ-变形菌,其丰度及组成随栖息环境不同而呈现出较大的差异性,但关于水源水库水体中AAPB的相关研究却鲜见报道。本研究以陕西省金盆和李家河水源水库为研究对象,在分析水库水体水质参数的基础上,结合q PCR及Illumina Mi Seq高通量测序技术对样本puf M功能基因进行绝对定量,解析水源水库水体AAPB种群结构,探究水库水体AAPB种群结构及多样性的时空演替特征,结合冗余分析方法揭示水质参数对其群落结构组成影响规律,以期对解析分层型水库水体AAPB丰度和多样性的时空变化特征提供指导意义,并为探索AAPB种群结构的水环境驱动因素提供理论依据。为研究AAPB混合菌群的脱氮特性,从源水中对AAPB混合菌群进行筛分,计算其脱氮效率,获得三组高效脱氮除碳AAPB混合菌群,采用DNA测序技术分析其群落结构组成及变化（基于puf M功能基因）,结合共生网络分析方法（Network）揭示不同属间互作及共生关系,通过计算三组AAPB菌群对源水中氮和碳的去除效率来评估它们在源水中的适应性及应用性。研究结果包括:（1）金盆水库自然混合期,AAPB丰度变化范围为（6.70±0.43）×10³～（2.69±0.15）×10⁴ copies m L^-1,优势AAPB菌属为慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium sp.）和甲烷菌属（Methylobacterium sp.）,不同属间存在较强的互作关系,其种群结构主要受水温（T）、总氮（TN）、硝氮（NO₃^--N）和光照强度显著影响,且由环境因素综合调控。（2）基于puf M功能基因的测序结果表明,金盆水库热分层形成期及稳定期AAPB菌属组成更为复杂,主要包括慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium sp.）、甲烷菌属（Methylobacterium sp.）,鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas sp.）和Limnohabitans sp.属,且丰度时空分布差异显著。共生网络分析结果表明,不同AAPB属间互作关系复杂多变。（3）李家河水库AAPB种属组成及丰度较金盆水库差异显著,优势菌属为甲烷菌属（Methylobacterium sp.）和Limnohabitans sp.,此外,也发现了丰度较高的AAPB菌属,主要包括芽单胞菌属（Blastomonas sp.）、假单胞菌属（Pseudomonas sp.）和慢生根瘤菌属,且优势菌属间交互关系复杂著。（4）成功从源水中筛选出三组高效脱氮除碳AAPB混合菌群LH19、LB20和LH21,其溶解性总氮（TDN）去除率分别为87.25%、87.30%、和88.45%;NO₃^--N去除率分别为93.68%、93.37%和94.97%;溶解性有机碳（DOC）去除率分别为99.11%、99.14%和99.30%。puf M功能基因测序表明不同菌群AAPB类群组成及其相对丰度随培养时间变化而差异显著,如菌群LB20在9 h时以慢生根瘤菌（Bradyrhizobium sp.）为优势菌（39.50%）,而在48 h时以Roseateles depolymerans为优势菌（42.10%）。网络分析表明,不同菌属间互作关系复杂,如菌群LB20中的组分L.planktonicus与甲烷菌属（Methylobacterium sp.）呈正相关,与Rubrivivax gelatinosus呈负相关,这种关系驱动着菌群TDN和NO₃^--N的去除效率。（5）菌群LH19、LB20和LH21对源水溶解性总氮（TDN）去除率分别为24.89%、27.04%、和22.33%;NO₃^--N的去除率分别为31.00%、35.60%和30.40%;DOC的去除率分别为28.22%、31.17%和25.59%,显著高于某些已报道的好氧反硝化菌。