本研究以典型的富营养化湖泊——太湖为研究对象，根据宏基因组学原理，采用聚合酶链式反应、变性梯度凝胶电泳、克隆测序等分子生态学方法，研究营养元素的分布特征、底泥细菌和厌氧氨氧化菌多样性。对太湖梅梁湖和竺山湖湖水和底泥营养元素分布的研究结果表明：竺山湖湖水中富营养化程度高于梅梁湖，而底泥富营养化程度没有显著差别；底泥与湖水中磷元素含量呈显著正相关，而碳、氮元素含量则没有相关性。对太湖不同区域的底泥中细菌群落生态学特征的研究结果表明：太湖底泥中的优势菌群主要为α-变形菌纲、β-变形菌纲、 γ-变形菌纲、δ-变形菌纲、硝化螺菌纲；底泥中营养物质含量与细菌多样性之间没有相关性。对太湖底泥中厌氧氨氧化菌多样性的研究结果表明：梅梁湖底泥中厌氧氨氧化菌的含量高于竺山湖；得到2个未见报道厌氧氨氧化菌序列片段，登录号为JQ927330和JQ927331，与已报告的序列相似度最高为93%。本文揭示了太湖表层底泥中磷元素主要来自于人类活动污水排放，而碳、氮元素则多为自然积累，说明太湖已从自然富营养化转为人为富营养化，并在底泥中有所体现；底泥中营养物质含量的差异对细菌群落结构的影响较小，地理隔绝和重金属元素的抑制却对细菌群落结构有着较大影响；太湖底泥中含有新型的氧氨氧化菌。本研究对太湖污染物质的监测和微生物资源调查及利用具有重要的意义。