厌氧微生物广泛的分布在多种生境中，包括土壤、土壤动物肠道以及沉积物。虽然厌氧微生物仅占环境微生物的很少一部分，但是他们对元素（碳、氮和铁）循环和环境污染物（如含砷化合物和抗生素抗性基因）迁移和转化有非常重要的作用。目前，关于厌氧微生物对这些过程贡献的研究仍然比较薄弱。本研究选择了几种富含厌氧微生物的环境样品（土壤、土壤动物肠道内容物和海洋沉积物）；围绕反硝化、铁还原、砷酸钠的还原和甲基化以及抗生素抗性基因水平 转移等过程；结合生化分析、 16S rRNA高通量测序和 RNA-SIP等手段；旨在揭示厌氧细菌和古菌在 碳 /氮 /铁元素的循环、含砷化合物转化以及抗生素抗性基因的水平转移过程中的作用。主要研究结果如下：
      （1）与周围土壤相比，土壤蚯蚓肠道中铁还原、硝酸盐还原、乙酸盐氧化的速率都更高。无论是在土壤还是蚯蚓肠道，硝 酸盐还原均早于铁还原过程。对于铁还原过程而言，具有发酵功能的 Clostridium、 Bacillus以及 Desulfotomaculum 在蚯蚓肠道中占主导地位，而 Geobacter则是土壤中丰度最高的铁还原微生物。此外，蚯蚓肠道中的多个种属既具有铁还原功能也具备反硝化能力。
      （2）两种菌株 E. coli BL21和 BL21M均能成功地在秀丽隐杆线虫的肠道内定殖，并且能够介导线虫肠道中 As V）的还原和甲基化。由肠道微生物介导产生的 As V）和 DMAs会诱导线虫细胞内 VTG GST和 SOD水平的升高，这与线虫 的繁殖和氧化应激防御密切相关。毒性测试进一步表明，肠道中 E. coli BL21或 BL21M介导的砷转化显著的降低了暴露于 100 μM As V）的线虫的产卵率。
      （3) 秀丽隐杆线虫肠道中的微生物群落与周围土壤中的微生物群落的结构相差甚大，并且肠道中质粒的接合率比土壤中的高出很多。宿主的基因型和 年龄是影响线虫肠道微生物群落结构和质粒接合率的重要因素。肠道核心菌群主要是Enterobacteriaceae，包括 E. fergusonii、 Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium、 Shigella flexneri和 Shigella sonnei，他们也是质粒发生接合的主要受体菌。
      （4）我们证实了三个门中的五个厌氧古细菌亚组具有蛋白质降解活性，这些亚组包括： SG8-5、 uncultured Thermoplasmata、 Methanomassiliicoccales  related、Bathy-15和 Loki-2b related。在全球范围内，这五个古细菌亚组广泛的分布在多种沉积物中，并显示出不同的蛋白质利用能力。其中 SG8-5可以在蛋白质 降解过程中同时同化有机碳和无机碳，而且能够灵活的清除蛋白质降解过程中产生的电子。
      总而言之，厌氧微生物通过有机酸氧化、铁还原、反硝化、蛋白质降解、抗生素抗性基因水平转移、砷酸钠的还原和甲基化等过程驱动着环境中 C、 N和 Fe等元素的循环。系列研究不仅加深了我们 对厌氧微生物生境多样性的认知，而且丰富了我们对厌氧微生物种类和功能多样性的理解。