噬菌体研究获突破

病毒是地球上数量多的生命体，在控制寄主群落演替、遗传基因的水平移动、生物进化和地球生物化学循环中起到重要的作用。细菌病毒（噬菌体）数量上一般是细菌的10倍左右，被认为是地球上数量多的病毒类型。尽管噬菌体广泛存在，但与具有细胞结构的微生物相比，对其基因多样性研究甚少。究其原因，一方面传统噬菌体研究依赖于分离培养，但环境中的细菌大多数尚处于难培养状态，限制了噬菌体的获得；另一方面也与噬菌体基因中没有发现诸如像原核生物16S rDNA和真核生物18S rDNA中存在共有的保守序列，用于通用引物设计有关。

但近研究发现，噬菌体某些家族的结构或功能蛋白质氨基酸片段序列高度保守，利用这些保守片段氨基酸序列设计引物，可以直接PCR扩增出不同噬菌体家族基因序列，用于噬菌体生态学研究。其中编码噬菌体主要壳蛋白的g23基因被认为是研究T4型噬菌体基因多样性和群落结构的重要分子标记基因。

尽管采用PCR技术从稻田土壤中已经获得了大量的g23基因，但2008年美国学者撰文指出，他们采用PCR技术未能从旱地土壤中获得g23基因，认为从稻田土壤中获得g23基因的结果很难认同为是针对纯粹土壤环境的研究，原因在于稻田长期有水层存在，与海洋具有相似的水环境特征。

研究发现，旱地黑土农田g23基因分布与其在海洋和湖泊水体环境中*不同，与稻田环境相近，但也有多个新的黑土类群存在。采用Unifrac方法分析不同环境条件下的T4型噬菌体群落结构发现，T4型噬菌体在陆地生态系统较海洋环境分布广泛，表明陆地生态环境中具有丰富的噬菌体基因资源；另外，T4型噬菌体在稻田和旱地黑土中群落结构差异明显，且其在东北稻田与东北旱地黑土中分布相对较近的研究结果，说明在陆地生态系统中，T4型噬菌体群落结构受到地理环境和生态过程的双重影响。