深海热液区是地球上一个特殊生态系统,蕴含着大量的微生物新物种与独特的基因资源。而且,热液区微生物参与了硫化物矿的形成与破坏。在深海环境中,微生物参与的生物成矿是铁、锰、硫等矿产形成不可忽视的因素。铁的异化还原作用对铁的分布产生影响,被认为是地球化学上最重要的过程之一。热液区铁还原菌的研究,对于阐明生物成矿的过程与深海环境中铁元素的循环具有重要意义。为此,本文在南大西洋中脊“德音”和西南印度洋中脊“白堤”等两处热液区,开展了硫化物资源相关异化铁还原菌的研究,加深了热液区可培养铁还原菌的生理特征及其还原机理认识。从23个热液区样品中获得了 157个铁还原培养物,其中低温5个、高温151个、常温1个;能够较稳定培养的共14个（超过10代次转接）。对其中六个还原速度较快,结晶程度较好的培养物开展了 16S rRNA基因序列分析。结果表明富集物224T6GL7-3中存在两种微生物,其近缘菌株分别是厚壁菌门的一氧化碳胞菌（Carboxydocella）和厌氧杆菌（Anaerobacter）;另外五个培养物中分别只存在一种微生物,其近缘菌株有4个都是厚壁菌门的成员,分别是喜热厌氧菌（Caloranaerobacter）、一氧化碳胞菌（Carboxydocella）、脱硫肠状菌（Desulfotomaculum）和梭菌（Clostridium）;另有一个是广古菌门的土球菌（Geoglobus）。对一株来自西南印度洋中脊热液白堤热液区的异化铁还原菌潜在新物种DY30321进行了铁还原性能及新物种多相分类学研究。该菌能够在常温下进行三价铁的还原作用。较广的pH适应范围（4.0～10.0）有利于其适应复杂的热液区环境。通过多相分类鉴定工作,将其鉴定为梭菌纲的一个新属,命名为悟空杆菌（Wukongibacter）,其模式种为白堤悟空杆菌（Wukongibacter baidiensis）,模式菌株DY30321T。该菌株革兰氏染色阳性,产芽胞,细胞杆状,G+C含量为33.4 mol%,未观察到鞭毛,未提取到呼吸醌。该菌株的系统鉴定丰富了铁还原菌株资源的多样性,扩大了对铁还原菌的认识。铁还原过程观测是认识这个过程的基础,对还原产物分析研究也是对菌株应用价值的初步评估。本文开展了对铁还原培养物的长期观察,并分析了若干铁还原培养物产生的矿物晶体。以水合氧化铁（Hydrous Ferric Oxide,HFO）为电子受体,不同培养物的铁还原速率的时间尺度非常大,明显铁还原现象发生所需的最短时间从3天～3年不等。经过电镜观察,水合氧化铁经过微生物代谢形成了纳米晶体,主要为立方体形和梭形两种形态,偶见不规则排列的晶体结构。能谱仪（EDS）分析发现,所有富集物的晶体主要元素组成均为铁和氧。对四个铁还原培养物的基因组进行了注释分析,推测它们主要采取电子穿梭体为主的铁还原机制。基因组注释结果表明,悟空杆菌、一氧化碳胞菌、厌氧杆菌和土球菌等四个培养物都具有细胞色素c合成基因,且前三者都具有完整的鞭毛基因。当腐殖酸等穿梭体存在时,这些菌可能将电子传递给穿梭体,通过穿梭体实现铁还原作用;当环境中缺乏穿梭体时,它们可能通过可溶性细胞色素c作为电子穿梭体,或通过合成鞭毛趋化到铁氧化合物表面,以直接接触的方式还原三价铁。从大西洋和印度洋热液区两处热液区以硫化物为主的样品中,获得了大量不同温度的铁还原培养物,其完成铁还原所需时间尺度较大,在一定程度上预示着新颖的铁还原类型。水合氧化铁经过微生物代谢形成了纳米级晶体,在纳米材料方面有潜在的应用价值。它们参与了热液区铁元素循环,但其作用有待通过深海模拟实验进一步研究。