冰岛硫化叶菌是进行古菌生物学,生物地理学和生物进化学研究的模式生物。但到现在一直都没有基于它的遗传操作体系。为了在冰岛硫化叶菌中建立一套遗传操作体系,我们首先从冰岛硫化叶菌中分离出了许多pyrEF基因的自发突变菌株,并在这些突变株中,筛选到了一个完全缺失了pyrF基因并且只剩下了pyrE基因的前233 bp序列的大片段缺失菌株。我们继而采用这个缺失突变株作为受体菌,运用完整的pyrEF基因作为筛选标记,通过两种不留遗传标记的基因敲除策略,将受体菌中的β-半乳糖苷酶（lacS）基因成功敲除。但在第二种基于pKL2的敲除策略中,一个新的称之为标记环化后整合的重组方式被发现和分析。阐明了因为pKL2在与染色体发生双交换前质粒本身含有的两个重复的同源臂间先发生了单交换,从而导致了这种重组方式无法得到目标基因敲除菌株。在建立敲除方法后,基于pRN2的硫化叶菌-大肠杆菌的穿梭载体也被构建,用来对ΔpyrEFΔlacS菌株进行互补的同时也表明了穿梭载体其良好的稳定性。至此,一套完整的利用pyrEF和lacS基因作为遗传标记的冰岛硫化叶菌遗传操作体系被构建完成。在遗传体系被构建完成后,Sso0454（CBP）、Sso3071和Sso0693基因（来源于Sulfolobus solfataricus）在冰岛硫化叶菌中的同源基因以及TFB2和TFB3被尝试进行了基因敲除。Sso0454和Sso3071的同源基因得以成功敲除,而Sso0693的同源基因、TFB2和TFB3在得到转化子后无法筛选出基因敲除菌株。由于采用上述的两种敲除策略都有其优点和不足,一个新的基因敲除策略被提出,而这个新的基因敲除策略整合了上述两种方法的优点而除去了他们的缺点。基于上述遗传体系,包含有C端组氨酸标签的LacS蛋白和ABV PolB蛋白被成功表达和纯化。包含N端组氨酸标签的蛋白表达得到了有意思的结果。通过LacS的N端蛋白质测序发现,包含N端组氨酸标签的蛋白翻译起始位点可能是不确定的,而没有N端组氨酸标签的蛋白翻译起始却是完全正常的。这极可能是由于N端组氨酸标签的存在和无前导序列的翻译起始共同导致的,暗示了在古菌中,无前导序列的翻译起始位点选择与AUG后的密码子也紧密相关。冰岛硫化叶菌的遗传操作体系也同样用于对CRISPR系统的研究。CRISPR是最新的微生物学发现,可以说是原核生物用来防御病毒和质粒等遗传因子入侵的免疫体系,是当前研究的热点。带有CRISPR目标序列的穿梭载体的转化效率只有无CRISPR目标序列载体的0.3%,表明了CRISPR在古菌体内的作用,同时也表明了CRISPR可以作用在DNA水平上。带有CRISPR间隔序列和上游保守位点的穿梭载体的转化效率为仅带有CRISPR间隔序列载体的0.3%,则进一步表明了CRISPR系统需要目标序列的上游保守位点来对DNA产生作用。