厌氧生物技术是自然生物矿化的强化,不仅能将有机物转化为CH4,还可实现物质还原或脱毒,符合绿色低碳发展理念,应用前景广阔。随着厌氧生物功能的进一步开发,新的机理和技术也应运而生。其中,微生物是功能的核心,种群建构机制是关键机理问题,对这些问题的揭示一直是环境微生物生态学的目标和挑战,微生物组学的飞速发展为相关研究的开展提供了新的机遇。本研究通过精心选择的环境变量,驯化获得甲烷氧化、产甲烷和脱氯体系,利用多组学和现代仪器分析技术,对各体系的效能、种群格局及代谢通路进行研究,为未来厌氧生物功能的开发提供理论依据和技术支持,主要结论如下:（1）研究中驯化获得甲烷氧化（MA）、产甲烷（MB）体系,解析和比较了富集培养物的功能、核心物种及格局,并分析了微生物的互生关系。甲烷氧化体系（MA）驯化时间长（200 d）,最终硝酸盐降解率为55.12 mg N/（L·d）;产甲烷体系（MB）驯化时间短（50 d）,最终获得TOC降解率为141.02 mg/（L·d）,达到富集目标。MA中,甲烷氧化菌Methanoperedens、Methylobacter等与硝酸盐还原菌Luteimonas、Thermomonas等形成典型的反硝化型甲烷氧化共生体系;MB中的发酵菌Peptoclostridium、Proteiniclasticum、Proteocatella等丰度高,为Methanosarcina等产甲烷菌提供底物,互惠共生。（2）考察了2种条件（H,35℃;L,30℃）下三氯酚（TCP）厌氧降解体系的菌群建构过程和效能。TCP＜50μM时,2个体系TCP降解效能基本相当,L略优于H,L出水CP浓度为0.4～8.1μM,H为6.2～18μM。当TCP＞50μM时,L逐渐失稳,TCP＞70μM时系统逐渐崩溃,出水中含有大量苯酚和4-CP积累;而H表现出了强鲁棒性,TCP＞50μM时仍可稳定运行。主要脱氯菌为unclassified Anaerolineae、Thermanaerothrix和Desulfovibrio;unclassifiedδ-Proteobacteria、Methanosarcina、Methanoperedens和Rubrobacter具有开环基因;H开环和水解功能基因丰度高于L,促进了H的效能。（3）解析了甲烷氧化、产甲烷与氯酚降解体系的代谢机制。Methanoperedens等甲基营养菌与反硝化菌在MA体系中共生,MB则是典型的乙酸型厌氧消化产甲烷体系;Anaerolineae是重要的脱氯者;KEGG代谢通路显示,还原脱氯和水解脱氯共存;芳环打开是氯酚降解的重要步骤;Methanoperedens和Methanosarcina不仅参与在甲烷氧化和产甲烷过程中,还在脱氯菌群中占据一定生态位,起催化开环作用,与脱氯菌协作共生实现氯酚降解。