高海拔的火山和温泉环境是典型的具有代表性的极端环境,因此作为新的和特有的微生物来源在生物学上备受关注。在本研究中,结合可培养微生物形态和分子学分析,以及基于Illumina测序的宏基因组分析,研究了中国东北部天池火山口土壤,以及分布于天池火山北坡的聚龙温泉群水体和沉积物中微生物多样性,以增加对高海拔火山和温泉微生物群落结构的认知。在天池火山口边缘,分离到子囊菌门、担子菌门和毛霉门51种,31属的117株真菌。可培养真菌群落以青霉属（Penicillium）、木霉属（Trichoderma）、枝孢属（Cladosporium）、亚隔孢壳属（Didymella）、链格孢属（Alternaria）和镰刀菌属（Fusarium）为主。相当数量的分离微生物,包括丝状真菌,如出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans）和黑附球菌（Epicoccum nigrum）、酵母菌（Leucosporium creatinivorum）和细菌（Chryseobacterium lactis和Rhodococcus spp.）,是高海拔、寒冷和地热极端环境的典型代表微生物,为所研究环境的生态特性提供了新的见解,并可能为分离新的生物活性化合物提供宝贵的来源。宏基因组分析产生1254个真菌和2988个细菌操作分类单元。数据分析表明,与细菌群落相比,真菌群落对环境和地理变化更为敏感,细菌群落的网络具有更为复杂和密切的联系。由聚龙温泉分离到65株真菌和21株细菌。温泉底泥可培养真菌以木霉属（Trichoderma）、枝孢属（Cladosporium）、Plectosphaerella、支顶孢属（Acremonium）和曲霉属（Aspergillus）为主,水体中以曲霉属（Aspergillus）和链格孢属（Alternaria）为主。细菌中的金黄杆菌属（Chryseobacterium）和草螺菌属（Herbaspirillum）在沉积物中富集,而假单胞菌属（Pseudomonas）主导了水细菌群落。非培养微生物多样性分析表明,两个温泉池的真菌和细菌群落存在明显差异。聚龙温泉的微生物网络以突出的正相互作用为主。特别的是,细菌网络的结构比真菌网络复杂得多。培养依赖型和非培养依赖型微生物多样性分析比较表明仅有一些微生物被两种方法共同检测到,因此表明开发更有效的方法来分离在纯培养中难以生长的微生物群十分必要。此论文还包括了本人承担的硕士项目中另一项主要研究的内容,重点研究了无叶绿素兰花川滇叠鞘兰（Chamaegastrodia inverta）的菌根真菌的联系。本研究的目的是利用形态学和分子生物学方法,确定川滇叠鞘兰不同生长阶段的主要菌根联系。本研究首次评估了稀有、隐秘和分布狭窄的中国川滇叠鞘兰的菌根真菌多样性。研究结果为兰花真菌共生关系提供了新的见解,表明所研究的无叶绿素林兰花川滇叠鞘兰与角担菌科（Ceratobasidiaceae）和红菇科（Russulaceae）的外生菌根真菌之间存在着前所未有的混合联系。角担菌科真菌作为川滇叠鞘兰根的优势菌群代表了在自然界中所鉴定菌群与完全真菌异养兰花之间罕见联系的新纪录。