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科技日報記者 吳長鋒
記者從中國科學技術大學了解到，該校生命科學與醫學部周叢照教授課題組，從巢湖成功分離五株侵染偽魚腥藻Chao 1806的噬藻體Pam1~Pam5，揭示了Pam1~Pam5的進化多樣性及它們在巢湖自然水體中的相對豐度，并以這五株實驗室純化的噬藻體基因組序列作為參考基因組，鑒定了10株尚未培養的噬藻體。相關研究成果于8月17日在線發表在《微生物群》上。
光合自養微生物藍藻作為地球上最重要的初級生產者，參與調控碳氮等物質循環。然而隨著全球變暖以及城市化和工業化發展，水體富營養化日益嚴重。全球淡水水體每年都大范圍爆發季節性藍藻水華，對周邊流域的生態環境及人畜安全造成重大危害。噬藻體是一類特異性侵染和裂解藍藻的噬菌體，是藍藻的天敵，參與調控藍藻的季節性消長，因此有望成為一種環境友好型的水華治理工具。相比于被廣泛研究的噬菌體和海洋噬藻體，迄今為止只有少數的淡水噬藻體被分離、鑒定和測序，在很大程度上限制了噬藻體的研究和應用。
通過在水華爆發季節從巢湖采集水樣，研究人員首先從巢湖水體中分離和放大培養了一株偽魚腥藻Chao 1806。以此為宿主，篩選分離得到五株尾部形態各異的淡水噬藻體Pam1~Pam5。全基因組測序表明，這五株噬藻體的雙鏈DNA基因組長度在36到142 Kb之間。隨后的比較基因組學和系統發育分析表明，Pam1~Pam5具有不同的DNA包裝機制，且在進化上是相互獨立的。利用宏基因組學分析手段，研究人員計算了它們在巢湖南淝河口水體中的相對豐度，結果表明短尾噬藻體Pam1和Pam5占主體。研究人員進一步以Pam1~Pam5和先前報道的其他淡水噬藻體基因組做參考基因組，從巢湖水體的宏基因組數據中聚類出10個新的尚未培養的淡水噬藻體重疊群。
基于上述分析，研究人員提出了一種基于現有宏基因組數據以及有限的實驗分離噬藻體的參考基因組的高通量鑒定新噬藻體的策略，可應用于系統性挖掘未培養的噬菌體或病毒的完整或部分基因組。結合合成生物學手段，將體外合成的基因組轉化適當宿主，可以得到大量新的噬藻體，大大豐富地球上已知微生物庫。
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