噬菌體研究獲突破

病毒是地球上數(shù)量多的生命體，在控制寄主群落演替、遺傳基因的水平移動、生物進(jìn)化和地球生物化學(xué)循環(huán)中起到重要的作用。細(xì)菌病毒（噬菌體）數(shù)量上一般是細(xì)菌的10倍左右，被認(rèn)為是地球上數(shù)量多的病毒類型。盡管噬菌體廣泛存在，但與具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物相比，對其基因多樣性研究甚少。究其原因，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)噬菌體研究依賴于分離培養(yǎng)，但環(huán)境中的細(xì)菌大多數(shù)尚處于難培養(yǎng)狀態(tài)，限制了噬菌體的獲得；另一方面也與噬菌體基因中沒有發(fā)現(xiàn)諸如像原核生物16S rDNA和真核生物18S rDNA中存在共有的保守序列，用于通用引物設(shè)計有關(guān)。

但近研究發(fā)現(xiàn)，噬菌體某些家族的結(jié)構(gòu)或功能蛋白質(zhì)氨基酸片段序列高度保守，利用這些保守片段氨基酸序列設(shè)計引物，可以直接PCR擴(kuò)增出不同噬菌體家族基因序列，用于噬菌體生態(tài)學(xué)研究。其中編碼噬菌體主要殼蛋白的g23基因被認(rèn)為是研究T4型噬菌體基因多樣性和群落結(jié)構(gòu)的重要分子標(biāo)記基因。

盡管采用PCR技術(shù)從稻田土壤中已經(jīng)獲得了大量的g23基因，但2008年美國學(xué)者撰文指出，他們采用PCR技術(shù)未能從旱地土壤中獲得g23基因，認(rèn)為從稻田土壤中獲得g23基因的結(jié)果很難認(rèn)同為是針對純粹土壤環(huán)境的研究，原因在于稻田長期有水層存在，與海洋具有相似的水環(huán)境特征。

研究發(fā)現(xiàn)，旱地黑土農(nóng)田g23基因分布與其在海洋和湖泊水體環(huán)境中*不同，與稻田環(huán)境相近，但也有多個新的黑土類群存在。采用Unifrac方法分析不同環(huán)境條件下的T4型噬菌體群落結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，T4型噬菌體在陸地生態(tài)系統(tǒng)較海洋環(huán)境分布廣泛，表明陸地生態(tài)環(huán)境中具有豐富的噬菌體基因資源；另外，T4型噬菌體在稻田和旱地黑土中群落結(jié)構(gòu)差異明顯，且其在東北稻田與東北旱地黑土中分布相對較近的研究結(jié)果，說明在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，T4型噬菌體群落結(jié)構(gòu)受到地理環(huán)境和生態(tài)過程的雙重影響。