嗜盐古菌主要生活于盐湖、盐碱地、晒盐场和地下盐矿等高盐环境,是一种好氧或兼性厌氧的古菌类群。它们可作为研究生命适应极端环境条件的模式物种,并在修复高盐环境污染和生产生物可降解塑料等方面具有广阔的应用前景。本文采用基因敲除和回补技术、纯培养和多相分类学手段,对嗜盐古菌胞外蛋白酶在抑菌和防御方面的功能、嗜盐古菌应对低渗冲击的策略和高盐环境中可能蕴藏的新物种等三个方面进行了较为深入的研究。研究发现:(1)hlyR4是地中海富盐菌(Hfx.mediterranei)胞外蛋白酶的唯一编码基因;hlyR4的缺失导致Hfx.mediterranei抑制其他嗜盐古菌的活性基本丧失,当回补了hlyR4以后,Hfx.mediterranei恢复了对其他嗜盐古菌的抑制活性;具有hlyR4的Hfx.mediterranei菌株对嗜盐菌素和胞外蛋白酶等蛋白类抑菌活性物质的攻击有一定的抵抗力;且当hlyR4转入其他嗜盐古菌,如Haloarcula hispanica DF60,相应使其获得了抵抗嗜盐菌素和胞外蛋白酶攻击的能力;此外,hlyR4很可能是一种不同于其他胞外蛋白酶基因的组成型表达基因。(2)抗低渗型嗜盐古菌菌株(在纯水中仍能保持完整细胞形态的菌株)菌体内的相容性溶质甜菜碱含量是不抗低渗菌株(在纯水中立即裂解)的2.5倍,然而胞内的钾离子浓度正好相反;不抗低渗菌株经纯水洗涤后细胞彻底裂解,抗低渗菌株细胞几乎不裂解或裂解比例很小,且细胞仍具有活性;不抗低渗菌株细胞壁厚度很薄,约10-20 nm,而抗低渗菌株细胞壁明显较不抗低渗菌株细胞壁厚,约为不抗低渗菌株细胞的10-15倍,细胞壁厚度达到约100-140 nm。(3)从云南元永井盐矿分离到一株细胞呈多形的嗜盐古菌,将该菌株命名为:ZC67;它的16S rRNA基因序列与Halorubrum saccharovorum JCM 8865~T的序列相似度99.0%,为ZC67的最近缘物种;同时,说明菌株ZC67~T属于Halorubrum属;菌株ZC67~T与最近亲缘物种的基因组平均核苷酸一致性(ANI)和编码蛋白氨基酸序列平均一致性(AAI)指数分别为88.9%和89.3%,远低于作为判断新种标准的95%一致性;它与最近亲缘物种的DNA杂交相似度为37.8%,也远小于判断新物种的70%的标准;菌株ZC67的主要极性脂成分与盐红菌属模式菌株相同,DNA G+C含量为66.3 mol%(基于基因组);结合其它特征,如表型和生理生化差异,提出菌株ZC67~T代表了盐红菌属的一个新物种;因其能很好地水解淀粉,将其命名为Halorubrum amylolyticum ZC67~T;该新种的标准菌株为ZC67(=CGMCC 1.15718~T=JCM 31850~T)。本研究将为更好的认识极端环境中,如:高盐环境,微生物复杂的相互作用关系提供了一个新的视角;为认识主要生活于高渗环境的嗜盐古菌如何应对低渗冲击提供线索;为利用极端环境微生物遗传和物种资源,探索极端微生物对环境的适应机制积累宝贵的菌种资源。