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硫化叶菌作为古菌的模式物种，近几十年来已得到广泛的研究。硫化叶菌含有丰富的遗传因子，如病毒、质粒和整合因子等。非接合质粒pSSVi是本实验室从硫磺矿硫化叶菌P2中分离得到的，目前已知pSSVi具备卫星病毒的特点，与帮助病毒一微小纺锤形病毒SSV2之间存在着密切而复杂的相互作用。在宿主硫磺矿硫化叶菌P2细胞内，pSSVi可以在SSV2的帮助下大量复制，并且包装为具有感染性的病毒颗粒在细胞间传播;SSV2的拷贝数则由于pSSVi的存在提高了数倍;在两种遗传因子同时存在时，相比于只包含其中一种的情况，宿主细胞会表现出明显的生长抑制。由此可见，硫化叶菌病毒SSV2、质粒pSSVi和宿主构成了独特的互作体系。 本论文的第一部分介绍了采用表达谱芯片的方法在转录水平上对SSV2、pSSVi及宿主之间相互作用的研究。SSV2感染宿主硫磺矿硫化叶菌P2后，病毒基因转录起始表现出时序性和分散性特征，感染后9小时，所有病毒基因均开启表达。病毒感染后，宿主Cdc6-1、PolB1、PCNA2、MCM、RpoF、TFB2等复制、转录蛋白的编码基因表达上调，推测这些蛋白参与了病毒的复制和转录。SSV2感染含质粒pSSVi的硫磺矿硫化叶菌P2后，游离态pSSVi与SSV2在宿主体内同时开始复制，而整合态pSSVi并未明显减少，pSSVi可能利用病毒编码的蛋白完成复制;同时，SSV2早期基因的转录效率因pSSVi的存在而提高;两种遗传因子的共存使宿主的整体转录水平明显下降。 论文第二部分对pSSVi编码的DNA结合蛋白c56的生化性质及结构进行了分析。c56基因广泛存在于硫化叶菌SSV型整合因子中，极少数由质粒（如pSSVi和pSSVx）携带，氨基酸序列非常保守。c56在溶液中以二聚体形式存在，可特异结合其编码基因上游序列。晶体结构显示，c56含交互发夹式(swappedhaipin)折叠，与AbrB家族转录因子的DNA结合结构域相似，但由于具有突出的loop结构，c56与DNA的作用方式可能不同于AbrB家族蛋白，推测c56可能是一个质粒编码的转录因子。 本论文第一次在基因表达和DNA复制水平，研究了古菌病毒、质粒与宿主三者构成的复杂系统，为探讨古菌与其携带的染色体外遗传因子之间的相互作用以及进化关系提供了帮助。