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湖泊富营养化现象已成为我国乃至全世界面临的重大水环境问题,越来越受到人们的关注。氮素是水生态系统中生命活动所需的基本营养元素,也是引发水体富营养化的关键元素之一。由反硝化细菌推动的反硝化作用被认为是淡水生态系统中最主要的氮素去除途径,它将可溶性氮化合物还原为气态氮排出水体,在氮循环中发挥着关键作用。水体中通过反硝化作用去除的氮素约占全球水体氮素去除量的30%。微生物是水生态系统中最为敏感并极易受环境影响的生物类群,同时在湖泊元素生物地球化学循环中发挥着重要作用。因此,研究水体反硝化菌群落结构组成及多样性、反硝化菌株在富营养化水体中脱氮特性、探索反硝化作用过程的影响因素,能够为湖泊氮素生物脱除及湖泊富营养化控制提供技术方法。本文选取我国江苏省骆马湖、白马湖、天岗湖、洪泽湖、邵伯湖、高邮湖、固城湖、玄武湖和太湖等不同营养水平、不同生态系统结构的湖泊为研究对象,通过现场调研、文献查阅、室内实验、统计分析等多种方法,研究了江苏省湖泊环境因子、营养水平及蓝藻水华对反硝化菌群落结构组成及多样性的影响。与此同时,为验证水体中确实存在好氧反硝化菌,从太湖水体中筛选获得好氧反硝化菌纯菌株,探索了该菌株在富营养化水体中的反硝化脱氮潜力。（1）对江苏省6个不同营养水平湖泊底泥中反硝化菌的群落结构和多样性进行调查（以反硝化基因nirK、nirS和nosZ为分子标记）,结果显示nirK-反硝化菌数量高出nirS-反硝化菌约3-666倍;nirK-反硝化菌多样性较nirS-反硝化菌高。nosZ-反硝化菌占反硝化菌总数的比值普遍较低（<0.14）。随着湖泊营养水平升高,nirK、nirS、nosZ基因丰度均升高,表明反硝化菌整体数量有所增加。且nirS-反硝化菌和nosZ-反硝化菌占反硝化菌总数的比例均有所增加。不同营养水平湖泊占优势的nirK、nirS、和nosZ基因T-RFs各不相同。nirK基因的85 bp、110 bp 和 132 bp T-RFs 相对丰度较高;nirS基因的 74 bp、96 bp 和 110 bp T-RFs相对丰度较高;nosZ基因的65 bp、75 bp、78 bp及112 bp T-RFs相对丰度较高。（2）对江苏省6个不同营养水平湖泊水体好氧反硝化菌群落结构及基因组成进行调查（以反硝化菌基因nirS为分子标记）,结果显示中营养、轻度富营养和中度富营养湖泊nirS克隆文库相似性较高。中营养、轻度富营养及中度富营养湖泊优势好氧反硝化菌为Pseudomonas stutzeri,重度富营养湖泊优势好氧反硝化菌为Paracoccus 群落水平的聚类分析结果显示中营养和轻度富营养湖泊的nirS克隆文库聚为一类,中度富营养和重度富营养湖泊的nirS克隆文库分别聚为一类。CCA分析表明,湖泊富营养化状态（TSI）、pH、溶解氧（DO）是影响nirS基因多样性的关键因子（p<0.05）。（3）室内微宇宙实验研究蓝藻水华暴发期间反硝化菌群落结构和多样性的动态变化,结果表明添加藻液的水体硝态氮浓度显著下降、亚硝态氮浓度呈现积累,说明藻华水体中有反硝化作用存在。pH显著下降后随蓝藻的衰亡及反硝化作用的进行又迅速回升;水体溶解氧浓度下降,为反硝化菌提供缺氧条件;总有机碳浓度增加,为反硝化菌提供充足碳源。反硝化基因nirK、nirS和nosZ基因丰度先上升后随蓝藻衰亡又有所回落,且nosZ变化幅度最大,表明藻华暴发引起反硝化菌数量增加,且以N2为终产物的反硝化菌增加最为显著;所有基因T-RFLP图谱随蓝藻水华暴发发生显著变化,nirK和nirS基因多样性有所下降,而nosZ基因多样性变化不明显。因此,藻华可为反硝化菌提供厌氧环境和充足有机碳,促使反硝化作用的进行,从而提高湖泊去氮能力,是湖泊生态系统自我修复的途径之一。（4）在探明湖泊水体具有好氧反硝化作用的基础上,从高度富营养化的太湖水体中分离纯化得到好氧反硝化菌,其中一株代表性菌株T1经鉴定后命名为P.stutzeri strain T1,其16S rRNA序列在GenBank中的序列号为HQ634260。菌株基因组DNA经PCR扩增获得876 bp的周质硝酸盐还原酶基因napA条带和514bp的亚硝酸盐还原酶基因nirK条带。该菌在好氧条件下具有较强生长能力,最大比生长速率为0.40-0.68 h-1;具有较高异养硝化-好氧反硝化作用能力,可同时去除水体中硝氮和氨氮。在柠檬酸盐提供碳源、C/N 8、pH 7～8、温度25℃条件下,菌株的异养硝化-好氧反硝化能力最强。将该菌株添加至富营养化的太湖梅梁湾水样中后,水体脱氮作用明显,有利于富营养化湖泊水体的氮素削减,且该异养硝化-好氧反硝化菌株为太湖土著菌,适应环境能力强,具有较大应用前景。