海洋是地球上最大的生态系统，蕴含着丰富的生物基因资源，深海是海洋的主要组成部分，普遍具有黑暗、高压、低温、寡营养等环境特征。由于绝大多数环境微生物无法在实验室中被培养，基因异源表达是获取深海生物基因资源的理想途径之一。目前常用的异源基因表达系统在使用过程出现的基因不表达、蛋白失活及形成包涵体等问题在一定程度上限制了深海生物基因资源的开发利用。因此，构建或改造高效的深海基因表达体系对于深海来源活性蛋白的研究及利用具有很大的意义。　　本实验室前期已经在深海细菌Shewanella piezotoleransWP3天然噬菌体SW1的基础上构建了穿梭质粒pSW2。虽然其可用于缺失基因的回补和蛋白低温表达，但pSW2作为表达载体仍存在一些问题，例如载体序列冗余、复制起点未知、表达效率较低、没有纯化标签等。本研究通过对pSW2的最小化敲除、启动子替换及纯化标签添加等改造，成功构建了高效低温诱导表达载体pSW4。以GFP为报告基因检测发现，pSW4的表达效率较pSW2有显著提升（20℃提高5～6倍，4℃提高10倍以上），利用该载体成功表达了深海细菌S.psychrophilaWP2的聚合酶亚基。WP3-pSW4体系适用于原位表达深海来源的蛋白，包涵体蛋白以及温度敏感型蛋白(thermolabile proteins)。　　此外，我们还对SW1的复制机制进行了探讨。通过载体突变及接合转移实验确定并证实了丝状噬菌体SW1上的复制起点是位于fpsR下游非编码序列的一段91bp片段中，分析发现其存在典型回文特征序列，与已报导的E.coli丝状噬菌体M13类似。对SW1的复制蛋白FpsA的研究发现其在金属离子Mn2+参与下具有聚合酶活性，而在Mg2+离子参与下具有3’-5’外切酶活性（ssDNA和dsDNA底物），深海来源丝状噬菌体复制蛋白活性的研究很少被报导，此研究结果提示我们深海来源丝状噬菌体在复制过程中可能不依赖于宿主而自身完成纠错功能。