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本研究以先前筛选构建的一组能有效脱色降解偶氮染料的嗜热复合菌群为研究对象,考察了环境因素对该菌群脱色降解的影响,并采用紫外光谱（UV-Vis）、傅里叶红外光谱（FTIR）及液质二级连用（HPLC-MS/MS）等技术对直接黑G（DBG）的降解中间产物进行了分析,由此推理出了一条DBG可能的降解途径。此外,为阐明该复合菌群的微生物多样性及关键功能菌,采用梯度稀释法并监测不同稀释梯度下偶氮染料脱色降解的关键指标,确定复合菌群实现偶氮染料脱色降解的临界梯度,在此基础上结合聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）及高通量测序技术（HTST）对不同稀释度下的样品进行测序分析。最后结合宏基因组测序技术,解析菌群失去染料脱色降解功能前后的差异基因,进而为偶氮染料废水的高效生物处理提供一定的理论研究依据。本研究的主要结论如下:（1）嗜热复合菌群脱色降解特性研究结果显示:该菌群脱色降解较佳条件为:温度55℃、初始pH 8.0;染料浓度为200-600 mg/L时,嗜热复合菌群对DBG的脱色率都很高,培养24 h均可达到96%以上;NaCl的浓度为5%时,培养48 h后的脱色率可达88%以上;嗜热复合菌群对甲基橙、刚果红、DBG、直接黑38等不同结构的偶氮染料都有较强的脱色能力,具有一定广谱性。（2）通过FTIR及HPLC-MS/MS等技术对DBG的中间产物进行分析,证实嗜热复合菌群能使DBG的偶氮双键断裂,降解成小分子化合物。鉴定的中间产物有:2,7,8-triaminonaphthalen-1-ol、苯胺、邻苯二胺、邻苯二甲酸及4-hydroxy-2-oxovaleric acid。由此推测嗜热复合菌群降解DBG首先由-N=N-双键的非对称断裂开始,从而导致中间体的形成。由于磺酸基团在高温下不稳定,在脱掉磺酸基团后形成了2,7,8-triaminonaphthalen-1-ol,除此之外,DBG的初级降解产物还包括苯胺和邻苯二胺。随着降解过程的继续进行,2,7,8-triaminonaphthalen-1-ol进一步降解为邻苯二甲酸,与此同时,邻苯二胺脱氨基形成苯胺,而苯胺随之开环形成4-hydroxy-2-oxovaleric acid,这些物质有可能被进一步转化为分子量更小的物质,甚至矿化为二氧化碳和水。此外,植物毒性测试结果表明,该菌群可将有毒染料DBG转化为低毒代谢物。（3）采用梯度稀释法结合PCR-DGGE及HTST对嗜热复合菌群的微生物多样性和关键功能菌进行研究。结果发现Tepidiphilus sp.对偶氮染料的脱色降解起着极其关键的作用,并在Anoxybacillus sp.、Caloramator sp.、Clostridium sp.、Bacillus sp.等的协同作用下实现偶氮染料的高效降解。（4）通过对偶氮染料脱色降解复合菌群稀释临界点(10-7)前后A、B两组样本(A组:10-7的染料脱色溶液;B组:10-9的未脱色染料溶液)的宏基因组测序结果分析发现,差异基因富集最显著的代谢通路中,氯环己烷和氯苯的降解、甲苯降解、苯甲酸降解、芳香族化合物的降解、二甲苯降解及二噁英降解这六条代谢通路在A和B两组中差异显著,且多涉及含苯环类物质的降解,推测这些代谢通路可能与偶氮染料的脱色降解有重要关系。这些代谢通路关联到的基因条目（KO）有K16243、K16244、K16242、K16245、K16246、K00446、K16249、K10217、K10216、K18365、K01617、K01821、K00074、K00626、K18366及K18364。根据分析推测A、B组显著差异代谢通路关联到的基因条目（KO）对应的基因可能是该复合菌系降解偶氮染料的关键差异基因。此外,对A、B组样品的荧光定量PCR（qPCR）检测结果表明,这些差异基因在染料脱色溶液A组中的表达量显著高于未脱色染料溶液的结果与宏基因组测序结果一致,说明宏基因组测序结果可靠。