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大量的生物信息学分析结果显示,在各类微生物基因组中都广泛存在着原噬菌体或其基因组片段。但由于很难找到相应的敏感菌株,这些溶原噬菌体的存在常被人们忽略。目前见诸报道的古生菌噬菌体绝大多数直接分离于自然环境中,只有少数发现于溶原菌株。本研究中的嗜盐古生菌溶原噬菌体SNJ1是利用丝裂霉素C从嗜盐古生菌Natrinema sp. J7-1中诱导分离的,它能感染Natrinema sp.J7-2并在双层平板上形成清晰的噬菌斑。这是在极端嗜盐古生菌中通过生物学证据证实的第三株溶原性噬菌体,SNJ1也是首个被发现的能感染Natrinema属菌株的噬菌体。宿主菌Natrinema sp. J7-1在正常的生长条件下也可不断自发释放成熟噬菌体颗粒,但是所释放的颗粒数量并不多。通过对丝裂霉素C诱导条件的优化,噬菌体SNJ1的释放量从大约104PFU/ml被提高了6-7个数量级,达到大约1011PFU/ml。一步生长曲线显示SNJ1有大约4-5h的潜伏期,每个感染细胞的噬菌体颗粒释放量约为100PFU。研究表明SNJ1感染活性的维持高度依赖于高盐浓度且对氯仿十分敏感,暗示它很有可能是一个极端嗜盐的有包膜噬菌体,而目前见诸报道的另外二个嗜盐古菌溶原性噬菌体的形态均为头尾状,没有包膜。高盐环境对电镜观察造成了很大的困难,经过多次努力,我们初步证实SNJ1的形态为球状的二十面体且有包膜包裹,在嗜盐古生菌烈性噬菌体中有类似形态的报道(SH1)通过对噬菌体基因组核酸性质的鉴定以及序列测定发现,SNJ1的基因组为为双链环状DNA,分子量为16.3Kbp。有意思的是,SNJ1基因组的DNA序列与其宿主嗜盐古生菌Natrinema sp. J7-1携带的天然质粒pHH205完全相同,这说明SNJ1在溶原化宿主细胞中是以质粒的形式存在的。对纯化的SNJ1样品采用SDS-PAGE和质谱进行蛋白组成分析,发现并证实了10个噬菌体颗粒结构蛋白,其编码基因均位于质粒pHH205上。对其中两个可能的噬菌体主要衣壳蛋白的编码基因进行克隆和异源表达后分别制备多克隆抗体,Western Blot检测以及胶体金免疫电子显微镜观察结果从蛋白质水平进一步证实了质粒pHH205就是SNJ1的原噬菌体形式。通过生物信息学对SNJ1基因组(质粒pHH205)上的33个ORF进行分析,发现它们大多与已知的噬菌体相关编码基因一致性较低,但其中ORF23可能是一个ATPase编码序列。与来自三域不同噬菌体的ATPase编码序列进行多重比对,可以发现ORF23具有两个非常保守的区域(Walker A和Walker B),同时还有一个双链DNA包膜噬菌体所特有的P9元件。随后对SNJ1颗粒及其宿主J7-1菌株进行了脂肪酸成分分析,发现SNJ1颗粒确实存在脂肪酸成分,而且是从宿主细胞膜脂类中选择性获取的,这个特点与细菌噬菌体PRD1的特性相符,而PRD1是双链DNA包膜类噬菌体的代表株,由此进一步证实SNJ1确实是一个有包膜的双链DNA噬菌体。为了了解噬菌体SNJ1的宿主菌和敏感菌之间的关系,我们将J7-1和J7-2分别进行了全基因组序列测定。令人惊奇的是它们的染色体序列几乎完全一样(相似性为99.9%),唯一的区别在它们所含有的质粒上。J7-1只含有一个大小为16.3Kbp的天然质粒pHH205,而J7-2只含有一个大小为95.9Kbp的质粒pJ7-Ⅰ。通过噬菌体感染菌株J7-2并挑取噬菌斑中间半固体在高盐浓度培养基进行培养,我们得到了溶原菌株LJ7,通过PCR鉴定和脉冲场凝胶电泳证明该菌株细胞内同时含有上述两个质粒。对溶原菌株LJ7的性质鉴定发现其对噬菌体SNJ1具有免疫性,这说明其也是噬菌体SNJ1的溶原菌株并且它也可以自发的释放成熟噬菌体颗粒。溶原菌株LJ7的获得对于今后进一步了解嗜盐古生菌噬菌体SNJ1及其宿主间的相互作用关系奠定了基础。此外我们通过对Natrinema sp.J7-1和J7-2的16S rRNA基因的鉴定和分析,大致确定了其分类学地位并且从系统发育树上发现其与Natrinema属的另外一株菌株Natrinema gari JCM14663亲缘关系很近。对这株亲缘关系较近的以及Natrinema属内相关的一些菌株进行鉴定发现它们既不含有类似pJ7-Ⅰ的质粒,也不会被噬菌体SNJ1感染产生噬菌斑。遗传转化系统的缺乏是限制嗜盐古生菌研究的重要原因之一。目前除了几株模式菌株建立起了稳定的遗传转化系统外,绝大多数嗜盐古生菌尚无法直接进行遗传操作。本研究在借鉴模式菌株的遗传转化技术原理的基础上,初步探究了针对嗜盐古生菌Natrinema sp.J7-2的遗传转化方法。通过对嗜盐古生菌原生质体制备及恢复,抗性标记的选择以及噬菌斑筛选的相关研究发现J7-2能够有效地制备出感受态细胞,但是筛选标记的匮乏始终制约着其转化效果。我们还曾尝试将SNJ1基因组(即质粒pHH205)进行改造后转入一株模式菌株H.volcanii DS52中,但未获得理想的实验结果。