迄今为止发现数量尚极其有限的古生菌病毒群体却已展现了极为丰富的多样性,对它们的研究正使人们对病毒的起源、分类和对生命进化的影响形成新的认识。目前报道的古菌病毒大多分离自环境,有关温和病毒的研究尚很少,而生物信息学预测古生菌基因组上整合有不同家族的前病毒区域。此外,对古生菌温和病毒与宿主关系的研究也十分缺乏。本研究从携带二十面体包膜病毒SNJ1的溶原菌株Natrinema sp. J7-1中分离到另一株新的温和病毒,命名为SNJ2（Saline Natrinema sp. J7-1 virus 2）,对其性质进行了详细研究,并分别对SNJ2和SNJ1与宿主的关系进行初步探索。Natrinema sp. J7菌株是本实验室从湖北应城盐矿分离的一株极端嗜盐古生菌,其实验室衍生株Natrinema sp. J7-1和J7-2的染色体DNA序列完全相同,差别仅是所携带的质粒,J7-1菌株携带的质粒pHH205是温和病毒SNJ1的前病毒,可以侵染携带质粒pJ7-1的J7-2菌株形成噬菌斑。根据主要结构蛋白和预测ATPase的氨基酸序列分析,SNJ1被归属为PRD1-adeno virus二十面体病毒家族。然而由于SNJ1结构对高盐浓度的依赖性等原因,此前一直未能观察到该病毒的电镜照片。本研究通过完善SNJ1病毒的纯化方法获得了高纯度病毒颗粒,观察并确定其形态为二十面体内包膜病毒。在建立SNJ1病毒纯化方法过程中,从J7-1菌株中意外地获得了另一株形态不规则、有包膜的温和病毒SNJ2,其极性脂成分几乎无选择性地从宿主细胞膜中获取,SNJ2的大量复制需要SNJ1病毒调控基因区域的协助。该病毒基因组为16992 bp环状双链DNA,其双链上存在由保守基序“GCCCA’’引发的缺刻和单链区域的断裂现象。保守基序处断裂的发生具有随机性和热点的特征,可以分为主要断裂、次要断裂和基本不断裂的位点。SNJ2病毒基因组编码25个预测ORFs,其中的5个ORFs组成多形性包膜病毒家族保守基因簇：两个病毒结构蛋白、ATPase及两个预测与包装相关的蛋白编码基因。病毒的两个结构蛋白——膜蛋白和表面突触蛋白分别由gene12和13编码,命名为VP12和VP13（virion protein, VP）.根据病毒基因组排列、复制方式及保守基因簇同源性,将SNJ2划归为“Pleolipoviridae"病毒科Betapleolipovirus病毒属。对SNJ2病毒与宿主的关系进行研究,SNJ2前病毒整合在J7基因组tRNAMet基因3’末端,整合位点的正向重复序列为14 bp。正常生长的J7-1细胞内存在游离的环状SNJ2基因组,并以较低程度复制释放病毒颗粒。丝裂霉素C （MMC）诱导后,细胞内多倍体基因组中少部分前病毒切离环化进入裂解循环并大量复制释放病毒颗粒,而大部分基因组拷贝仍处于溶原状态,表明在正常生长和诱导情况下,宿主细胞内的SNJ2病毒都存在不同状态。通过不断诱导,我们获得一株所有基因组拷贝均只保留整合位点,不整合SNJ2的菌株Natrinema sp. J7-3。 SNJ2侵染J7-3菌株的双层平板并不大量复制释放病毒颗粒形成噬菌斑,而是重新整合到其基因组上。此外,我们在全基因组数据库中共检索到整合在10个嗜盐古生菌属基因组上总共17株SNJ2-like前病毒,表明嗜盐古生菌基因组上广泛整合有多形性包膜前病毒。绝大多数前病毒包含完整的该病毒家族保守基因簇,少数缺乏其中一至两个保守基因,推测可能为缺陷型前病毒。相比环境中分离的多形性包膜病毒,SNJ2-like前病毒包含一系列病毒-宿主关系的调控基因,如整合酶、转录调控因子、抑制蛋白、Orc1/Cdc6复制起始蛋白的预测编码基因。与SNJ2整合方式相同,这类前病毒其均插入宿主基因组tRNA编码基因处,整合位点处正向重复序列长12-59 bp。对SNJ1病毒与J7宿主菌的关系进行研究,包含SNJ1前病毒的J7-1菌株在共培养实验中较其他J7菌株在生长竞争中更有优势。其释放的病毒能侵染并裂解大部分J7-2细胞,而少部分被侵染的细胞通过形成包含两个质粒的溶原化Natrinema sp. LJ7菌株,而逃避被裂解。LJ7菌株在对SNJ1病毒的免疫性方面表现出与J7-1和J7-2不同的特征,其能够释放SNJ1病毒且对其表现出一定程度的免疫性,同时细胞的自裂解也导致LJ7生长上的不稳定,但该菌株在短期内能较为稳定地携带两个质粒。实验中,分离到一株不含有质粒的Natrinema sp.CJ7菌株,其能被SNJ1侵染并形成噬菌斑。SNJ1侵染敏感菌形成的噬菌斑为模糊状,而通过不断侵染扩增传代,能够稳定获得噬菌斑呈透明状的突变株。分离获得两株突变株SNJ1-Mutant 1/2,其侵染敏感菌J7-2后形成溶原化LJ7的概率极大降低,表现为对敏感菌裂解性增强。SNJ1-Mutant 1/2基因组上分别只有一个碱基位点发生突变（SNJ1-Mutant 1基因组上2531位碱基由A突变为T,SNJ1-Mutant 2基因组上2520位碱基由A突变为G）。两个突变位点均位于预测抗毒素蛋白MazE编码基因及一系列预测调控基因的上游非编码区,推测该位点可能影响了抗毒素蛋白的转录使细胞内毒素-抗毒素系统失衡导致细胞裂解死亡,或影响了下游调控基因中未知的溶原-裂解调控基因的转录使病毒进入裂解循环。对多形性包膜病毒SNJ2本身性质及其与宿主关系的研究加深了我们对嗜盐古生菌温和病毒的认识。预测的SNJ2-1ike前病毒极大地丰富了多形性包膜病毒家族,也预示古生菌基因组上的前病毒数量被严重低估。对SNJ1与其敏感宿主关系的研究表明其病毒自身或与宿主之间可能存在复杂而精细的溶原-裂解调控系统。研究中发现的一些现象也值得我们进一步探索论证,以更深入地揭示古生菌温和病毒自身以及与宿主的相互作用。