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1,4-二氧六环（1,4-Dioxane,1,4-D）是一类广泛存在于水环境中的有机污染物,具有潜在致癌性、难以生物降解且与氯化剂的共污染现象普遍,难以得到有效清除。因此1,4-D污染的环境问题受到了研究者的广泛关注。目前分离得到的1,4-D降解菌株种类较为单一,降解效率普遍较弱,对1,4-D降解过程中微生物相互作用的了解也较为有限。本研究以从活性污泥富集的1,4-D降解菌群CH1以及从中分离的降解菌ZM13为研究对象,进行了降解性能研究、降解基因挖掘以及微生物互作关系探究。主要研究结果如下:（1）通过人工驯化富集获得了一个1,4-D降解菌群CH1,对其降解性能进行了探究,并从中筛选到一株新型1,4-D降解菌。富集后的菌群CH1能在72 h内完全降解12 m M 1,4-D,耐受浓度高达220 m M,最高比生长速率和最高比降解速率分别为0.776 h-1和2.04 mg dioxane h-1 mg-1 dry weight,显著高于目前已报道的1,4-D降解菌和菌群;CH1的底物特异性较好,对1,4-D及其结构类似物均有较好的利用能力。从CH1分离到一株能以1,4-D为唯一碳源和能源生长的革兰氏阴性菌ZM13,经鉴定为屈曲杆菌（Ancylobacter polymorphus）,这是该菌属首次被报道具有1,4-D降解能力;16S r RNA基因高通量测序分析表明ZM13属于菌群CH1的优势种之一。以上结果表明,菌群CH1具有超越其他1,4-D降解菌和菌群的优质降解性能,并且菌群内部复杂的微生物相互作用值得进一步探究。（2）探究了降解菌ZM13的1,4-D降解性能,并结合全基因组测序和差异转录组分析从中挖掘出可能的1,4-D降解基因。研究发现,ZM13的最适p H在7.0-8.0之间;对1,4-D及其共污染物1,1-二氯乙烯的耐受浓度分别为150 m M和5 mg/L,均高于已报道菌株;添加0.1 g/L的低浓度酵母提取物和葡萄糖可以显著提高其降解效率;通过GC和GC-MS鉴定了ZM13降解1,4-D过程中的中下游代谢产物2-羟基乙氧基乙酸、乙二醇、乙醇酸和苹果酸,并验证了ZM13对上述中间代谢产物的利用能力。通过全基因组测序预测到了可能参与1,4-D起始降解的甲苯单加氧酶基因以及参与下游乙醛酸途径的相关基因;转录组分析发现,在1,4-D诱导下甲苯单加氧酶基因簇tmo ABCDEF以及部分编码醇脱氢酶、醛脱氢酶、乙醇酸氧化酶和苹果酸合酶的基因表达显著上调;通过结构和进化分析,发现ZM13的tmo ABCDEF与已报道的1,4-D共代谢菌株的甲苯单加氧酶基因簇具有相似结构,但各亚基的氨基酸序列一致性只有30%-56%;乙炔和联吡啶均抑制了ZM13对1,4-D的转化,说明甲苯单加氧酶参与了ZM13对1,4-D的降解。以上结果表明菌株ZM13通过甲苯单加氧酶催化1,4-D起始降解,后通过乙醛酸途径进行下游代谢。（3）构建了1,4-D降解微宇宙,结合扩增子测序、网络分析以及宏基因组与宏转录组的联合分析探究菌群CH1对1,4-D的响应以及微生物互作机制。CH1在8天内对60 m M 1,4-D快速降解并伴随着p H值的大幅下降。16S r RNA基因高通量测序表明1,4-D显著影响了CH1的群落结构并提高了微生物多样性;宏转录组分析表明CH1在1,4-D降解过程中的代谢活性和抗逆性能显著提高,具体表现在大部分参与降解途径的基因、参与细菌分泌系统、群体感应、ABC转运蛋白途径的基因、参与抗酸的精氨酸/谷氨酸脱羧酶基因以及与胞外多糖合成相关的基因的表达均显著上调。此外,微生物多样性分析表明ZM13属于高丰度的显著差异物种之一,网络分析表明ZM13是关系到网络稳定的重要“瓶颈”,宏转录组分析发现ZM13的甲苯单加氧酶基因tmo ABCDEF在菌群中具有最高的表达水平,这些结果共同说明了降解菌ZM13在菌群中具有一定的地位。ZM13在共现网络中与6个菌属有正相关关系,通过宏基因组分箱获得了其中Xanthobacter和Mesorhizobium的基因组,结合宏转录组分析从这两个菌的基因组中识别到了差异上调的1,4-D下游代谢基因,分别为醇脱氢酶基因（adh）、醛脱氢酶基因（aldh）、乙醇酸氧化酶基因（glc DEF）、乙醛酸连接酶基因（gcl）、苹果酸合酶基因（glc B）和2-异丙基苹果酸合酶基因（leu A）,说明这两个菌属很有可能参与了1,4-D中间产物的代谢。通过代谢通路比较,发现Xanthobacter和Mesorhizobium可能在脂肪酸降解、氨基酸和维生素合成等途径与ZM13存在互补;通过外源添加精氨酸实验发现微量的精氨酸就能显著提高ZM13的降解效率,说明精氨酸可能是互作菌用来协助降解菌的营养物质之一。基于以上结果,提出了降解菌ZM13与潜在互作菌Xanthobacter和Mesorhizobium通过交换下游代谢产物和氨基酸等营养物质进行代谢合作的互作模型。综上所述,本研究一方面通过降解性能研究和降解基因挖掘,为1,4-D污染的微生物修复提供了新的优质菌种和基因资源;另一方面通过网络分析和多组学研究手段,为1,4-D降解过程中的微生物互作机制提供了新的见解。这些结果对预测微生物互作关系、构建高效1,4-D降解菌群以应用于1,4-D环境污染的实际修复有一定的意义。