金泽水库是一座生态调蓄型水库,是上海西南五区饮用水源。金泽水库原水取自上游太浦河,太浦河沿线有支河近百条,原水水质很不稳定。细菌作为水生生态系统中营养物质的主要分解者,其群落组成和功能对水质有重要影响。探究金泽水库上游来水及库区细菌群落组成和功能分布及其与水质变化的联系,对于保障金泽水库来水水质和水库安全运行具有重要意义。本文围绕金泽水库上游来水及库区水质分布特征、溶解性有机质（dissolved organic matter,DOM）和水体微生物群落开展相关研究。通过水质指标检测结合主成分分析确认了研究区域水质时空分布特征;应用三维荧光光谱法结合平行因子分析法研究了区域溶解性有机质随时间与空间的连续变化,确定了上游来水及库区DOM的组成特征、化学特性、变化规律和主要来源,分析了造成水体DOM变化规律的影响因素,重点探讨了水体各组分荧光强度和水质指标的关联。此外,基于16S r RNA基因高通量测序、定量PCR和宏基因组测序,探究了研究区域微生物群落组成、功能特征、共生网络、系统发育过程、重要功能类群和对微生物群落有重要影响的环境因子。通过Lefse分析和回归分析筛选出对水质变化具有指示作用的微生物。本文主要研究结论如下:（1）金泽水库上游来水及库区水质时空分布特征。研究表明:金泽水库上游原水易受到外部污染的影响,水体流入水库,水质经过净化后有一定的好转。水库上游原水和水库库区荧光溶解性有机物（fluorescent dissolved organic matter,FDOM）为类蛋白质组分（色氨酸和络氨酸）及类腐殖质组分（胡敏酸和富里酸）。类腐殖质组分占比低,变化不明显。荧光强度的变化规律为:对于上游来水,汇入水体的外源污染使得荧光强度呈现增加的趋势,幅度与季节关联不大;对于库区内水体,季节成为决定水体荧光强度主要的因素。秋季（09～11月）和冬季（12～02月）,沿岸及水体中植物的残体分解物进入水体,使得荧光强度有所增加;春季（03～05月）,由于水体中微生物及植物新陈代谢的增强,库区水体荧光强度有所降低,夏季（06-08月）,降雨、水体中藻类活动增强和光照的增加,库区荧光强度达到最高值。关联分析发现,部分地表水基本项目的质量浓度（氨氮、高锰酸盐指数、石油类物质、总有机碳、氯化物等）和水体主要荧光组分的强度之间存在显著正相关。此外,代表水质优劣的水质综合得分与主要荧光组分强度间存在显著的线性关系,表明研究区域荧光强度一定程度上可以指示水质变化[1]。（2）微生物群落组成及功能与环境的关系。整个研究区域中占优势的为Actinobacteria、Proteobacteria、Cyanobacteria和Bacteroidetes;从上游断面至河道断面,Proteobacteria、Betaproteobacteria和Burkholderiales相对丰度显著增加而Cyanobacteria显著降低;从河道断面到库内断面Proteobacteria、Betaproteobacteria和Burkholderiales相对丰度有所降低而Cyanobacteria有所增加。DO、NO3--N、NH4+-N和ABS是群落组成最主要的影响因子。微生物群落主要有26个主要功能类群。按照Pearson相关系数可以聚成四类,主要和氮循环、有机物降解光能自养作用有关。NH4+-N、p H、TN、TOC、Score、S、BOD5、DO对细菌群落功能有显著影响。微生物群落存在非随机的共生模式。不同菌群间生态功能上的联系可能是促成菌群共生网络中生态模块形成的重要因素。环境因子对浮游细菌群落组成和功能属性的影响可能是由中心物种介导的。（3）金泽水库来水及库区细菌群落系统发育过程。研究区域细菌群落系统发育相比预期情况较分散。相比于正常温度（10～26℃）水体,细菌群落共生关系在低温度（3～10℃）水体中更为紧密。温度是调控研究区域细菌群落系统发育最重要的环境因子。相比于空间因素,两种系统发育过程相对重要性受季节因素影响较为明显。其中,确定性过程在冬季的重要性要高于夏季。所有测量的环境因子中,NH4+-N成为影响两种发育过程重要性的首要环境因子,其质量浓度和不同过程相对重要性之间存在显著的拟合关系。拟合模型表明:随机性过程在水体NH4+-N浓度低于0.40 mg·L-1时较为重要,当NH4+-N超过0.40 mg·L-1后,确定性过程则成为影响细菌群落发育的主要过程。异质选择（26.65%）和扩散限制（61.68%）是研究区域不同细菌群落变化的主要生态过程。（4）金泽水库水质指示微生物的筛选与应用。通过相关性分析筛选出金泽水库上游来水及库区的水质指示性细菌Limnohabitans,设计出特异性引物Limn F和Limn R,并进行了特异性验证。荧光定量PCR实验结果表明筛选出的水质指示性微生物Limnohabitans对水质变化响应迅速,其相对丰度能够较为准确的预测出样品水质等级,可以作为指示研究区域水体水质变化的指示细菌。（5）金泽水库来水及库区细菌群落功能差异的分析。太浦闸至入库口,病毒序列数降低,代谢功能相关基因、抗生素抗性基因、有机物降解基因、重金属抗性基因、毒力因子相关基因数目增加;进入水库后,相关基因均呈现相反的变化趋势。此外,Proteobacteria对于细菌群落生态功能的发挥最为重要。本研究针对金泽水库上游来水及库区细菌群落组成变化及与环境变化的关联、构建过程及其主要驱动因子和群落结构对水质的指示作用开展了相关研究。得到了金泽水库细菌群落组成及功能变化与水质的关联性,找到了驱动细菌群落构建的主要环境因子,筛选出了水质指示性微生物并设计了特异性引物。本文研究结果为上海市重要饮用水源--金泽水库的水质监测预警、污染控制、科学调度和微生物修复提供了重要科学依据。