图5 FdDNA的特性。A.CR30细胞宏基因组（iDNA）、宏病毒组（vDNA）和溶解DNA组分（FdDNA）的GC含量分布。B.过多FdDNA ORFs的分类学从属关系。C.与iDNA相比，FdDNA中orf的丰度过高。

尽管大多数FdDNA读长被分配到Haloquadratum，大部分读长 (20.4% 16 s rRN基因读长和总读长的2.5% (表S1和S2)隶属于Nanohaloarchaeota—具有小基因组的未培养小微生物门与低至中等GC值，其在FdDNA中的比例高于iDNA的比例(分别为2.8%和0.7%；表S1及S2)。为了排除纳米盐古菌细胞的可能性（由于其估计的小尺寸，可能已经通过了用于去除细胞的过滤器），通过TEM发现，用于提取FdDNA的CR30过滤浓缩液中并不存在纳米盐古菌细胞。由于没有观察到细胞，与细胞宏基因组相比，FdDNA中纳米盐古菌序列的较高比例被证实是自然的，而不是人工的。迄今为止，dDNA在水生环境中的主要功能是作为N和P的来源，以及作为水平基因转移(HGT)的载体。Chimileski等人在2014年测试了浓度为50-250 mg l−1dDNA在Hfx. volcanii中的营养作用，这一浓度比CR30结晶中估计的浓度(10.3 μg l−1)高3-4个数量级，与深层高盐缺氧沉积物的估计浓度相近(338 ng g−1 ~ 343 μg g−1)。在HGT的情况下，短DNA片段能够转化非盐性细菌Acinetobacter baylyi，即使浓度低至10 ng l−1。大多数CR30溶解DNA来源于古菌这一事实意味着细菌dDNA可能不太适合转化，即使细菌到古菌HGT事件在自然界中明显发生，如先前文献所述。我们的观察结果与Fuchsman及其同事所描述的观点一致，他们指出，在极端系统中，从古菌到细菌的水平基因转移比细菌到古菌HGT事件更为主导。我们的分析也与先前的研究一致，这些研究表明，在盐古菌的进化过程中，古菌到古菌HGT是经常发生的。另一方面，在太阳能盐场中，微生物群落暴露在高水平的紫外线辐射下，dDNA也可以作为吸收这种有害光的紫外线保护剂，正如我们通过使用在CR30结晶中估计的dDNA浓度范围内的dDNA进行实验测试（图S4）。然而，其他不同于溶解DNA的分子（即溶解色素）也有助于将紫外线照射的影响降至最低。为了确定溶解的DNA是否富含编码特定功能的基因，与iDNA相比，对所有超过50个氨基酸的FdDNA开放阅读框（ORF）进行了搜索。它们在FdDNA、iDNA和vDNA宏基因组中被量化，如果它们的丰度是iDNA的五倍，并且在vDNA库中不存在，则被认为在FdDNA中的比例过高。根据这些标准，发现10467个FdDNA ORFs（0.4%）过度表达，并进行了进一步分析。在分类学上，主要与Candidatus Nanosalina有关（17%；Narasingara等人，2012），未培养的古菌J07HB67（16%；Podell等人，2013年），Halorubrum（10%）和Haloquadratum（7%）（图5B）。在功能上，34.2%为假设蛋白，26.5%为保守假设蛋白，29.8%为低丰度功能蛋白（<0.2%）。其余的功能性ORFs参与DNA代谢（3.8%）、细胞表面蛋白（2.9%）和质粒（2.2%）（图5C）。为了探索这些与质粒相关ORFs的起源，针对所有iDNA和FdDNA宏基因组读长，从已测序的盐原核生物中拾取了96个质粒。只有Hqr. walsbyi DSM 16790的PL47质粒（从CR30池中分离的菌株），完全被宏基因组学读长覆盖（图S5）。然后，为了确定FdDNA中的质粒/染色体比率是否高于iDNA中的质粒/染色体比率，计算了整个Hqr. walsbyi DSM 16790及其五个管家基因的丰度，并将其与来自PL47质粒的那些进行比较（图S5）。计算的Hqr。在溶解的DNA池中，Hqr. walsbyi质粒/染色体的比率大约是细胞宏基因组中的两倍。我们可以假设，胞外环境中质粒的丰富性可能是由于质粒对核酸外切酶的固有抗性或作为自由分子的活性释放或通过囊泡引起的。虽然未获得宏基因组组装质粒（MAPs）（很可能是由于其遗传微多样性和可塑性），但电泳dDNA揭示了低迁移率DNA条带的存在，这些条带可能对应于这些分子。最后，FdDNA中病毒读长的分类学联系（占总FdDNA读段的27%，表S3）表明一组磷化物衍生的卤代病毒基因组（与Hqr. walsbyi有关）是已经描述的卤代病毒中最丰富的，其次是其他“环境卤代噬菌体”（eHPs）和纳米盐古菌病毒1（NHV-1），通过结合单细胞基因组学和微阵列（Mart）在CR30结晶器中发现。为了检索有关病毒衣壳稳定性的信息，获得了每个已发表的卤代病毒基因组的vDNA/FdDNA标准化比率（表2）。所有的EHqrV-1和ePH在病毒组分中比溶解的DNA池中更为丰富（2倍以上），这表明它们的衣壳在自然条件下非常稳定，或者从感染细胞中产生的衣壳超过了它们的衰变。相反，具有较低vDNA/FdDNA比率的纳米盐古细菌NHV-1可能具有较不稳定的衣壳（表2）。然而，必须强调的是，其他因素可以解释vDNA/FdDNA比率的差异，如病毒感染率或病毒DNA的降解。表2 两个CR30样本中不同宏基因组中最丰富描述的盐病毒的定量（展示了2014年11月的转录组数据。丰度用粗体表示，由宏基因组和参考基因组大小标准化的招募核苷酸。括号中提供了每个招募基因组的百分比（覆盖率））