高盐环境是自然界中一类特殊而重要的生态系统。嗜盐古菌正是这类生态系统中的重要生物组成成员，开展相关研究，有助于深入认识此类生物对高盐环境的适应性进化，也是开发与利用此类生物资源的基础。在研究高盐环境中盐红菌属Halorubrum(Hrr.)的物种多样性时，发现Hrr.sp T3菌株中含有新型的质粒。在对该质粒进行分子遗传学特性研究基础上，推测基因水平转移可能是该质粒形成的原因。通过实验室模拟，证实高盐环境中存在基因水平转移。比较基因组学分析发现嗜盐古菌含有质粒的比例及质粒占基因组的比重比其它原核微生物的高。在适应高盐环境中，嗜盐古菌形成了一些普遍的遗传和生理代谢特点。　　（一）盐红菌属的物种多样性　　盐红菌属是盐杆菌科(Halobacteriaceae)中已知物种数最多的属（共25种），该属物种在我国分布广泛。通过对分离自海南、云南、江苏盐矿或盐土样品中该属的29个菌株进行分子系统发育分析，结果显示:(1)这29个菌株分成19个支系，其中有11个支系与已报道物种16S rRNA基因序列的相似性都低于99％，可能代表了盐红菌属的新物种;该属中的5个物种，即Hrr.coriense、 Hrr.distributum、Hrr.ezzemoulense、Hrr.californiense和Hrr.sodomense，在我国属首次报道;(2)与盐湖一样，在盐矿和盐土中也有嗜盐古菌分布，且可培养的嗜盐古菌主要为盐红菌属的成员;(3)分析发现，在盐红菌属分子系统发育树中，其基部类群绝大多数分离自东亚地区，故推测该属可能起源于东亚。　　（二）质粒pHRDV1的分子遗传学特性　　从盐红菌属Hrr.sp.T3菌株内分离得到的一新型质粒—pHRDV1，基因组全长13，053 bp。生物信息学分析和分子遗传学研究结果显示:(1)该质粒基因组由19个预测的开放阅读框(ORF)组成，这19个ORF构成头对头转录方向的两个操纵子结构;(2)该质粒与普通质粒一样，为双链闭合环型DNA分子;(3)该质粒的拷贝数约为56，较普通质粒高，类似嗜盐古菌病毒;(4) Z-Curve软件所预测的双复制区中的一个具有复制起始活性;(5)三个类似于嗜盐古菌多形病毒特征性蛋白基因中的两个在体内具有表达活性;(6)质粒pHRDV1既有类似于嗜盐古菌多形病毒groupⅡ的特征蛋白基因，也有groupⅡ所不具有的复制蛋白基因;质粒pHRDV1具有类似于嗜盐古菌多形病毒groupⅢ的复制蛋白基因，但具有该类群特征的蛋白基因不全;(7)在质粒pHRDV1基因组上，具有类似于嗜盐古菌温和噬菌体ψH1的阻遏物-操作系统。　　（三）高盐环境基因水平转移　　基因水平转移(horizontal gene transfer)被认为是物种演化的重要动力。嗜盐古菌中的质粒往往比其它微生物中的要多，但并无科学解释。我们提出假设:在自然界中，降水、融雪等条件会导致嗜盐古菌周围环境中的盐浓度发生剧变，进而可能引起基因水平转移。采用不同浓度的NaCl，对嗜盐古菌（盐红菌属和富盐菌属 Haloferax）的4个菌株（受体菌）进行处理，并分别加入具有Mevinolin抗性的pWL102质粒或具有Novobiocin抗性的pSY1质粒，以模拟自然界高盐环境中存在的外源DNA。让受体菌与外源DNA充分接触后，采用选择性标记检验外源DNA进入受体菌情况。研究发现(1)在正常生长盐浓度（NaCl浓度18％）下，外源DNA分子能进入嗜盐古菌;外源DNA进入嗜盐古菌的效率随着盐浓度的降低而升高，且在各自正常生长最低盐浓度时达到最大。(2)富盐菌属较盐红菌属易于接受外源DNA;(3)嗜盐古菌在自然条件下，具有形成自然感受态和吸收外源DNA的能力。本研究表明，自然界中的降水和融雪等条件可能会促进嗜盐古菌发生基因水平转移。　　（四）嗜盐微生物基因组的比较　　根据微生物最佳生长对NaCl浓度需求的异同，本研究将原核生物分为三个类群，即嗜盐（耐盐）细菌(GroupⅠ)、普通细菌(GroupⅡ)和嗜盐古菌(GroupⅢ)。对上述三个类群进行基因组水平的比较分析发现:(1)在GC含量方面，GroupⅠ的和GroupⅡ的基本相同，约为45％; GroupⅢ的GC含量约为65％，明显高于前两个类群;(2)在蛋白质的酸性氨基酸组成方面，GroupⅠ和GroupⅡ分别为13％和11％，而GroupⅢ高达18％有别于前两个类群;(3)在含有质粒的概率和质粒占总基因组的比重方面，GroupⅠ和GroupⅡ中分别有22％和40％的菌株含有质粒，质粒占其基因组的比重基本一致，大多在5％以内。而在GroupⅢ中，83％的菌株都含有质粒，并且其质粒占其基因组的比重大多在10％以上。这些特点与嗜盐微生物对高盐环境的适应有直接关系。