嗜盐嗜碱硫碱弧菌（Thioalkalivibrio. spp）是γ-变形菌纲化能自养型细菌，能够耐受高pH和高盐浓度，在含硫化氢气体脱硫方面具有良好的应用前景。硫碱弧菌胞内含有一系列硫氧化酶，能够将含硫还原化合物氧化为单质硫或硫酸盐。目前，关于硫碱弧菌对单质硫的吸附、转运和氧化过程的研究鲜有报道，且硫碱弧菌基因编辑工具匮乏更加限制了对其过程的探究。本论文建立了基于CRISPR/Cpf1的硫碱弧菌基因编辑工具，探究了其单质硫转运和氧化途径，并在此基础上对单质硫氧化途径阻断，构建了一株高单质硫生成工程菌。首先，考察了高浓度硫酸根对T. versutus D301硫氧化过程的影响。与氯离子环境对细胞的作用机制不同，高浓度硫酸根离子诱导硫碱弧菌采用了高生长速率、低生物量积累和高脱硫活性的R型生存策略。此外，硫酸根离子还有利于生物硫磺颗粒的聚集，使得颗粒沉降速度加快。其次，利用代谢组学和基因转录方法解析了硫酸根离子诱导硫碱弧菌生长模式转换的机理。在高浓度硫酸根离子条件下，硫碱弧菌硫转运相关代谢上调，中心碳代谢下调，亚硫酸盐氧化基因sorA和soeA转录水平下调。因此，推测硫酸根离子对单质硫氧化途径存在抑制作用，导致胞内能量缺乏，进而引发细胞生长速率降低。再次，针对T. versutus D301开发了高效的基因编辑工具。首先建立了硫碱弧菌电转化方法，转化效率高达5.0´104 transformants/μg DNA。然后，获得了高致死率的负筛标记毒素蛋白vmi480。阿拉伯糖诱导启动子在硫碱弧菌中存在泄漏表达现象，而四环素诱导启动子为严谨型诱导启动子，但经诱导后目的蛋白表达量较低。最后，建立了硫碱弧菌CRISPR/Cas基因编辑方法。AsCpf1与Cas9编辑效率接近，但AsCpf1重复基因编辑效率更稳定，且对靶标DNA不同位置上设计的sgRNA均能工作。而后利用CRISPR/AsCpf1系统成功地实现了对硫碱弧菌的基因组编辑，包括单基因、大片段基因（17 kb）和多基因同步敲除。最后，利用CRISPR/AsCpf1基因编辑方法探究了T. versutus D301关键的单质硫转运和氧化蛋白。硫碱弧菌的单质硫转运蛋白Rhd和TusA被敲除后，细胞生长OD600值分别提高了38.3%和32.8%。Rhd的缺失诱导细胞单质硫产量提高了8%，表明Rhd是该菌单质硫转运的重要蛋白。而单质硫氧化酶HdrABC和SdoA被敲除后，细胞OD600值分别提高了62.1%和35.1%。HdrABC的缺失诱导细胞单质硫产量提高了5%，表明HdrABC是硫碱弧菌单质硫氧化的关键蛋白。同时，预测的硫转运蛋白如DsrE-1（TVD_03825）和SoxL的缺失突变显著抑制了硫碱弧菌对硫代硫酸盐的利用。蛋白序列比对结果表明，硫碱弧菌含有完整的CBB操纵子和二氧化碳富集机制相关基因。T. versutus D301中HCO3-转运蛋白sbtA的过表达提高了该菌的生物量积累，但对其硫氧化过程不存在显著促进作用。