病毒是地球上數量最多的生(shēng)物(wù)實體(tǐ)，在協同生(shēng)物(wù)進化、調控土壤微生(shēng)物(wù)生(shēng)理代謝和群落結構、促進元素生(shēng)物(wù)地球化學循環等過程中(zhōng)發揮着重要作用。相比水體(tǐ)環境，土壤的複雜(zá)性導緻土壤病毒更加神秘，大(dà)量未知(zhī)的遺傳基因被稱爲基因庫中(zhōng)的“暗物(wù)質”。

當前，關于黑土地土壤病毒的研究還十分(fēn)匮乏，人們對于黑土病毒多樣性特征及其生(shēng)态功能的認識仍十分(fēn)有限。分(fēn)離(lí)技術的缺乏是目前限制病毒研究發展的主要原因之一(yī)，近年來發展起來的基因組學技術爲探索病毒的奧秘提供了有效途徑，特别是高通量測序法已經成爲研究環境中(zhōng)微生(shēng)物(wù)群落結構和功能分(fēn)析的重要工(gōng)具。由于土壤具有複雜(zá)的空間結構，并與土壤各要素（水分(fēn)、養分(fēn)、空氣和溫度等）共同形成了特有的微觀異質性，爲土壤病毒和其他微生(shēng)物(wù)的生(shēng)命活動創造了多重生(shēng)态位，這些因素給土壤微生(shēng)物(wù)學相關研究帶來巨大(dà)的挑戰。目前僅有少數宏病毒組學研究揭示了土壤中(zhōng)病毒群落結構。

解析東北(běi)農田黑土病毒群落結構和功能特征對作物(wù)生(shēng)産和糧食安全有重要意義。因此，中(zhōng)國農業大(dà)學王鋼教授團隊以東北(běi)黑土地農田土壤病毒爲研究對象，基于病毒宏基因組測序技術獲得土壤病毒基因序列，并利用生(shēng)物(wù)信息分(fēn)析方法揭示土壤病毒多樣性。同時，結合個性化分(fēn)析宏病毒組基因序列、進行功能基因分(fēn)析、宿主預測和單病毒基因組組裝和注釋。研究發現該農田土壤檢測到的病毒主要歸屬于有尾噬菌體(tǐ)目（Caudovirales，59.38%）和疱疹病毒目（Herpesvirales，2.56%）等2個病毒目中(zhōng)的29個病毒科，其中(zhōng)以長尾噬菌體(tǐ)科（Siphoviridae）、微小(xiǎo)噬菌體(tǐ)科（Microviridae）的病毒數量最多，分(fēn)别占44.48%和20.53%。基因功能分(fēn)析表明土壤病毒可能參與土壤中(zhōng)的酶催化、生(shēng)物(wù)代謝（如氮化合物(wù)代謝、分(fēn)解代謝、多生(shēng)物(wù)代謝、細胞代謝、初級代謝、含堿基小(xiǎo)分(fēn)子代謝以及有機物(wù)代謝等）等過程。宿主預測分(fēn)析揭示檢測到的病毒宿主分(fēn)屬5個菌門中(zhōng)的35個菌屬。本研究結果豐富了土壤病毒的基因數據庫，爲土壤病毒分(fēn)離(lí)提供參考，并爲進一(yī)步理解土壤病毒生(shēng)态學意義提供數據支撐。

由于研究方法的限制，目前我(wǒ)們對土壤病毒的認識仍是冰山一(yī)角，未來研究會繼續緻力于探索東北(běi)黑土區病毒在宏觀尺度上的分(fēn)布特征、功能以及建立病毒基因數據庫，這将有利于更好地服務于中(zhōng)國東北(běi)黑土地保護與保障國家糧食安全。