东北地理所揭示稻田水体蓝藻病毒三种标记基因多样性及其分布特征

稻田蓝藻病毒phoH基因序列与来自海洋环境phoH 基因克隆序列,来自聚球藻噬菌体、可培养的自养细菌噬菌体、异养细菌噬菌体、自养真核生物病毒的phoH 基因序列构建的系统进化树

蓝藻也称蓝细菌,是地球上最古老的微生物之一,广泛分布在海洋、河流、湖泊和陆地等生态环境。蓝藻病毒是指能特异性地感染蓝藻的噬菌体,蓝藻病毒在全球水生生态系统中广泛分布,数量庞大,在调控蓝藻群落结构演替、生物地球化学循环和调节微生物个体间基因转移等方面有重要作用。故此,蓝藻病毒被认为是一类重要的战略生物资源。对蓝藻病毒遗传多样性及其结构组成的研究有助于我们更清楚地认识现有生物资源状况,明晰生物进化及其在生态系统中的作用,从而为现有资源的保护和利用提供指导。

稻田蓝藻病毒phoH基因序列与来自海洋环境phoH 基因克隆序列,来自聚球藻噬菌体、可培养的自养细菌噬菌体、异养细菌噬菌体、自养真核生物病毒的phoH 基因序列构建的系统进化树
稻田蓝藻病毒phoH基因序列与来自海洋环境phoH 基因克隆序列,来自聚球藻噬菌体、可培养的自养细菌噬菌体、异养细菌噬菌体、自养真核生物病毒的phoH 基因序列构建的系统进化树

稻田是研究微生物遗传多样性及其生态功能的典型环境,蓝藻是稻田生态系统中重要的微生物成员,在稻田碳、氮循环中起到重要的作用。但对稻田病毒生态学,特别是针对稻田蓝藻病毒基因多样性的研究还非常少,对这一领域知识的了解还处于黑箱状态。为此,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研究员王光华、博士王新珍等,采用免培养的分子生物学技术,从东北稻田水体中捕获近千条表征蓝藻病毒遗传多样性的不同分子标记基因,包括可能来源于寄主的辅助代谢光合基因psbA和磷营养调控基因phoH,以及T7型蓝藻病毒DNA合成酶基因DNA pol等。研究结果发现,稻田环境中蓝藻病毒psbA基因在系统进化树中的分布范围窄,建立了7个新的稻田蓝藻病毒psbA分布群,发现稻田环境蓝藻病毒psbA基因分布不存在地域差异。对两个辅助代谢基因研究结果建立了9个全新的稻田蓝藻病毒DNA pol基因群和4个新的蓝藻病毒phoH基因群,发现这两个分子标记基因在稻田中分布存在明显的地域差异。综合分析显示稻田环境中这三种蓝藻病毒基因分布均与湖泊环境关系近,而与海洋环境关系远。该研究结果对于揭示稻田蓝藻病毒不同分子标记基因分布特征、发现新的病毒基因资源、了解蓝藻病毒在生态系统中的分布地位等具有重要意义。

 相关研究结果近期发表在VirologicaSinicaFEMS Microbiology Ecology Scientific Reports上。该项研究得到了国家自然科学基金(41271262, 41571246)和中科院战略性先导科技专项(B类)(XDB15010103)的联合资助。

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