Mikroorganismer är nödvändiga för fungerande ekosystemfunktioner i akvatiska miljöer. Trots deras ekologiska nyckelroll är kunskapen om deras funktion och komplexitet begränsad. På grund av eutrofiering och klimatförändringar har havsområden som lider av syrebrist ökat. I denna avhandling undersöktes med metagenomik hur mikrobiella ekosystemfunktioner var utbredda längs den vertikala syregradienten i Östersjöns djupaste del, Landsortsdjupet. Det var tydligt hur miljöförhållandena längs gradienten återspeglades i mikrobiella samhällen och funktioner. De mikrobiella samhällena uppvisade en funktionell kapacitet förenlig med en livsstrategi beroende av organiskt material som sjunker genom vattenkolonnen som en konsekvens av eutrofiering. Eutrofa förhållanden med hög halt av organiskt material var även återspeglad i metatranskriptomet från det anoxiska sedimentet, som indikerade aktiv mineralisering av organiskt kol genom anaerob heterotrof-autotrof synergism. Nya möjliga kopplingar mellan kväve- och svavelmetabolism identifierades i det anoxiska vattnet. Vidare visade resultat från metatranskriptom-analys att livsdugliga cyanobakterier var abundanta i det mörka och anoxiska sedimentet, vilket även detta kan vara en konsekvens av sjunkande organiskt material. Hög abundans och hög transkribering av integron gener kunde identifieras som ett karakteristiskt kännetecken hos mikrobiella samhällena i Landsortsdjupet vilket skulle kunna förse dem med en mekanism för anpassning till miljöförändringar. Sammanfattningsvis dokumenterar denna avhandling tydligt vilken påverkan eutrofiering och syrebrist har på mikrobiella funktioner. Dessutom för den specifikt kunskapen om mikrobiella processer i anoxiska djupvattensediment framåt på både genom- och transkriptionsnivå.