东北地理所在东北稻田噬藻体基因多样性研究中获进展

噬藻体是侵染蓝藻的细菌病毒，在调控蓝藻丰度、多样性及群落结构演替、生物地球化学循环方面起到重要作用，是一种不可忽视的战略生物资源。尽管噬藻体在自然环境中广泛存在，但对其遗传基因多样性研究一直滞后。近年来，海洋、湖泊等水生环境中病毒生态学研究在国际上进展迅速，相继发现一些标记基因可用于解析水生环境中不同类群噬菌体基因多样性，其中g20基因（编码噬藻体壳组装蛋白基因）被广泛用于研究环境中的噬藻体基因多样性。

中国科学院东北地理与农业生态研究所农田分子生态学科组前期研究结果发现，我国东北稻田T4型噬菌体g23基因（编码主要壳蛋白基因）分布与日本稻田存在一定的差异，两国间各有一些特殊的类群被发现；同时也发现，基于g23基因群集表征的T4型噬菌体群落结构在稻田、海洋和湖泊环境中明显不同，据此认为T4型噬菌体群落结构分布受到地理环境和生态过程的双重影响，而对于其它噬菌体遗传基因的分布是否也具有相似的规律还未明晰。为此，东北地理所的博士研究生荆瑞勇在王光华研究员指导下，对东北5个样点的稻田田面水中噬藻体g20基因分布规律进行了调查。研究结果发现，我国东北稻田水体存在3个新的g20基因类群（PFW-VII~-IX）；采用UniFrac方法分析噬藻体g20基因群集发现，噬藻体群落结构在海洋、湖泊及稻田环境中存在显著的差异（图1），即使在相同的稻田水体环境中，我国东北稻田水体和日本稻田水体中的噬藻体群落结构也不同（图2）。该研究结果进一步证明了噬藻体g20基因分布也受到地理环境和生态过程的影响。

该研究得到中科院“百人计划”项目和国家自然科学基金的资助，研究成果近期发表在PLoS ONE上。

论文信息：Jing R, Liu J, Yu Z, Liu X, Wang G (2014) Phylogenetic distribution of the capsid assembly protein gene (g20) of cyanophage in paddy floodwaters in Northeast China. PLOS One 9:e88634.