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DNA突变和重组是微生物适应不同环境并推动生物进化的两个重要途径。DNA突变包括单个或多个碱基的改变、缺失、重复或插入。重组则包括同源重组，位点特异性重组（如噬菌体的整合）或者复制性重组（如转座作用）。在微生物的环境适应性研究中，突变和重组被认为是微生物感受外界环境变化最基本的本能反应，在本论文中以海洋细菌Pseudoalteromonas lipolyticaSCSIO_04301和研究环境适应性的模式菌株Shewanella oneidensis MR-1为研究对象，主要研究P.lipolytica和S.oneidensis在形成生物被膜的过程中和不同温度的循环条件下，微生物群体通过基因组水平的变异对环境的适应作用和调控机制。 本研究主要取得以下结果: 1、P.lipolytica在生物被膜的形成过程中，能产生三种与野生菌株菌落表型明显差异的突变株，包括褶皱（频率为12±5％），透明（频率为5±3％）和产色（频率为0.05±0.01％）。三种表型突变株具有不同的环境适应性优势。研究表明，三个基因(AT00_08765，AT00_17125及hmgA)的点突变是三种突变株产生不同表型差异的原因。三个基因分别与纤维多糖合成，细胞荚膜的合成以及酪氨酸的代谢相关。另外，DNA复制过程的错配修复系统参与了表型突变株的产生。Pseudoalteromonas属的海洋细菌在生物被膜的形成过程中都能产生不同频率的褶皱或透明表型变化的突变株，表明生物被膜菌群内部的表型分化可能是Pseudoalteromonas适应复杂海洋环境一种普遍方式。 2、适冷菌S.oneidensis在低温状态下能形成更多的固液生物被膜，具有重要的保护作用。发现S.oneidensis基因组中一个新的隐匿型原噬菌体CP4So受温度季节变化的严格调控。在30℃时，CP4So能在基因组中稳定存在，而在低温条件下CP4So能提高约10000倍的切离率。CP4So的低温诱导切离造成宿主ssrA基因的T349碱基缺失。该T碱基的缺失使得S.oneidensis对氨基糖苷类抗生素更加敏感。CP4So的低温诱导切离能促进形成更多的固液生物被膜以及在低温环境下能存活更长时间从而更好的适应低温环境。S.oneidensis基因组中的SsrA在30℃条件下对抵抗氨基糖苷类抗生素起着重要作用，但是在4℃时则功能被抑制，表明SsrA在常温条件下是控制蛋白质合成质量的关键因子，而在低温下并不参与这一过程。另外，发现宿主DNA结合蛋白H-NS在常温条件下能够通过结合CP4So中的剪切酶基因alpA的启动子而抑制其转录，从而抑制CP4So的切离。在低温条件下，hns转录水平下调，同时能促进剪切酶基因alpA转录水平的上调。表明低温条件下H-NS促进CP4So切离与低温下H-NS蛋白的表达量降低相关。以上实验结果表明原噬菌体的切离可作为宿主适应环境季节变化的重要方式，是一个新颖的群体水平上的海洋细菌温度适应机制。