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喜温嗜酸硫杆菌（Acidithiobacillus caldus）由于可以氧化还原性硫化物，消除生物冶金过程中的钝化作用，而被广泛地应用在微生物冶金工业中，在多种生物冶金环境中都作为主要菌株存在。然而复杂多变的冶金环境造成微生物时常面对温度变化、高盐浓度等的胁迫。本研究工作主要通过实验室长期进化实验对喜温嗜酸硫杆菌SM-1菌株进行了不同温度和盐度的驯化，利用基因组重测序技术及比较基因组分析对菌株基因组可塑性及环境适应的分子机制进行了研究。 本工作首先对菌株SM-1分别在37、40、45℃及1％NaCl条件下驯化，驯化菌株分别命名为L37、M40、W45/na(-)和na(+)。对L37、M40和W45在37℃条件下以及na(-)和na(+)在1％NaC1条件下的生长及菌体表型进行了比较，发现在37℃条件下，低温驯化菌株L37的生长OD值相对于W45增加了20％，且代时缩短了37％。对各菌株的表面形态进行测定，发现在温度较低时，菌株长度偏向于变小;而当盐胁迫存在时，菌株长度变大。L37和M40的菌体平均长度为1.457μm和1.315μm，W45/na(-)的平均长度为1.759μm，na(+)菌株平均长度为1.969μm。 对各菌株的基因组进行了重测序，并对单核苷酸多态性(SNPs)以及Indels进行统计分析。(1)在温度适应性研究中，对两次测序结果进行筛选，统计突变比例不变或上升的位点，从中选取非同义突变进行比较和基因功能分析。比较最适生长温度(45℃)和低于最适生长温度(37℃和40℃)条件下生长菌株的基因组变化，结果表明:经过长期驯化，L37、M40和W45三菌株中，分别有418，384和347个核苷酸位点发生累计突变，这说明SM-1基因组较不稳定，具有很好的可塑性;3个温度下，发生突变的位点中有20个相同的非同义突变位点，这些突变分布于编码重金属和毒性抗性系统、DNA甲基化和蛋白乙酰化酶、核酸代谢相关酶类等的基因上;相比而言，低于最适生长温度条件下驯化的菌株L37和M40分别发生突变的特有位点涉及能量代谢和DNA/RNA稳定性等相关基因;两个较低温菌株共同发生位点变化的基因有三个，其中两个编码转座相关的蛋白Atc1031与Atc1623;另一个编码假想蛋白Atc1130，该蛋白分别与外膜蛋白组装因子B和二硫键形成蛋白具有23％和35％的相似性。(2)盐度适应性研究中，比较了野生株na(-)和驯化株na(+)中的基因突变位点，其中na(+)中特有的突变位点所涉及的功能基因共有14个，通过PCR扩增测序及测序验证了其中的8个突变位点，分别位于编码葡糖-1-磷酸腺苷转移酶、Ⅰ型分泌外膜蛋白TolC、菌毛前体蛋白、底物转运蛋白、二氢叶酸/四氢叶酸合酶、硫氧化蛋白亚基SoxB、RNA聚合酶sigma70因子亚基以及核糖体乙酰转移酶的基因中。对两株菌的非同义突变位点涉及的功能基因进行COG注释分类，发现na(+)中基因所涉及的功能较na(-)广泛，其中辅酶合成代谢、翻译、核糖体合成、次级代谢物代谢与转运、信号转导机制、抗性相关基因以及外膜结构，这几组分类在na(+)中是特有的。 通过对以上突变位点的分析，总结了由于突变引起的各菌株氨基酸组成的变化，发现在低温时Gly、Ser等极性氨基酸增多;盐驯化菌株中酸性氨基酸增多，碱性氨基酸减少，且极性不带电氨基酸增多。 综上所述，基因组重测序分析结果表明，喜温嗜酸硫杆菌(At.caldus)SM-1可能通过多种途径适应向低温或高盐浓度过渡生长，既包括微生物通用的环境适应机制，也存在冶金微生物菌株特有的适应途径。