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铁的氧化还原过程对自然界许多元素的地球化学循环有着重要的影响。异化铁还原(Dissimilatory Fe(Ⅲ) reduction)是铁氧化物微生物转化的重要形式，该过程容易受到多种环境因素，如温度、电子受体溶解性、导电性物质等的影响，使得异化铁还原机制更为复杂。因此，研究纳米颗粒对异化铁还原的影响以及温度、电子受体对微生物纳米导线pili的影响有助于探究异化铁还原过程的本质。本研究包括以下三部分:(i)探究铁氧化物的类型对Geobacter sulfurreducens异化还原速率的影响;(ii)探究γ-Fe2O3纳米颗粒对水铁矿还原的影响;(iii)采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)观察温度与电子受体对G.sulfurreducens纳米导线pili的影响并通过SDS-PAGE对纳米导线pili蛋白进行了初步探究。本研究结论如下: 1.G.sulfurreducens对不同铁氧化物还原速率如下:可溶性铁氧化物（柠檬酸铁）＞不溶性铁氧化物（水铁矿、α-Fe2O3、γ-Fe2O3、Fe3O4、α-FeOOH、γ-FeOOH、磷酸铁），其中无定型水铁矿的还原速率与还原量高于铁氧化物晶体，不同铁氧化物晶体的还原速率与还原量相当。 2.γ-Fe2O3纳米颗粒对G.sulfurreducens还原水铁矿过程具有重要的影响。直接添加γ-Fe2O3纳米颗粒的体系中，当纳米颗粒添加量小于0.6 g时，纳米颗粒促进了水铁矿的还原。反之，水铁矿还原被抑制;另外，通过将γ-Fe2O3纳米颗粒放入透析袋后再添加至水铁矿还原体系中，γ-Fe2O3纳米颗粒对水铁矿的还原仍具有促进作用。XRD结果表明，γ-Fe2O3纳米颗粒的添加量及添加方式影响着水铁矿的还原产物。 3.γ-Fe2O3纳米颗粒在水铁矿还原体系中存在两种不同作用，分别为(i)纳米颗粒本身对水铁矿与微生物细胞接触的抑制作用;(ii)纳米颗粒从水铁矿或者细胞表面移除水铁矿还原产物Fe(Ⅱ)，提高水铁矿的生物可利用性，对水铁矿的还原起促进作用。在不同体系中，两种作用的强度不同，使得γ-Fe2O3纳米颗粒对水铁矿还原的作用随着纳米颗粒添加量的提高表现出先促进后抑制的作用。 4.G.sulfurreducens纳米导线pili的生长受到温度的影响。在以富马酸为电子受体、培养温度为25℃体系中，G.sulfurreducens可以产生纳米导线pili，其高度约为2nm。然而，培养温度提高至30℃或者37℃时，G.sulfurreducens无纳米导线pili产生。 5.G.sulfurreducens纳米导线pili的生长受到电子受体的影响。相比于富马酸为电子受体的体系，当G.sulfurreducens以可溶性柠檬酸铁为电子受体时，微生物培养温度(25℃、30℃、37℃)不影响G.sulfurreducens纳米导线pili的产生，三种温度下，G.sulfurreducens细胞均不产生纳米导线pili。当以难溶性水铁矿或者γ-Fe2O3纳米颗粒为电子受体、培养温度为30℃时，G.sulfurreducens细胞可以产生纳米导线pili，其高度分别为2-3 nm、3-4 nm。另外，采用AFM可以直接表征细胞色素c，其高度为7nm，间距为100nm。 本研究为异化铁还原过程的基础探究以及纳米导线pili在异化铁还原过程作用机制提供理论基础。