土壤病毒的研究进展与挑战|研究

导  读

《土壤学报》邀约稿件《土壤病毒的研究进展与挑战》将在“新视角与前沿”栏目发表。

作者：王光华，刘俊杰，朱 冬，叶 茂，朱永官

单位：中国科学院东北地理与农业生态研究所/中国科学院黑土区农业生态重点实验室；中国科学院生态环境研究中心；中国科学院南京土壤研究所/中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室；中国科学院城市环境研究所

来源：《土壤学报》2020年第57卷，转载自土壤学报公号（2020年7月2日）

DOI:10.11766/trxb202004280203

王光华，刘俊杰，朱 冬，叶 茂，朱永官. 土壤病毒的研究进展与挑战[J]. 土壤学报，2020，57.

WANG Guanghua, LIU Junjie, ZHU Dong, YE Mao, ZHU Yongguan. A Review of Researches on Viruses in Soil – Advancement and Challenges[J]. Acta Pedologica Sinica，2020，57.

摘要

病毒是由蛋白质和核酸组成的结构简单的非细胞型生物实体，全球病毒数量估算为4.80×1031，远高于具有细胞型结构的生物数量。土壤是病毒重要的储藏库，土壤中病毒主要以侵染原核生物的噬菌体为主，其数量与寄主细胞数目和土壤理化指标密切相关。虽然学术界已意识到土壤病毒在调控微生物群落结构组成、影响土壤元素循环利用、促进生物进化、以及影响动植物病害乃至人类健康等方面可能起到重要的作用，但由于受到土壤病毒颗粒的吸附性、土壤异质性，以及研究手段和分析平台的制约，我们对土壤病毒的认知和重视程度远落后于流动的海洋等水体环境。土壤病毒宏基因组中大量的基因序列无法判断其来源及功能，被划分为未知基因，所以病毒也被喻为生物“暗物质”和最大的未知基因宝库。本文在简要介绍了病毒的形态，在土壤中数量、存在形式和多样性的基础上，着重介绍了利用分子标记基因、RAPD和宏病毒组研究技术解析土壤病毒多样性的方法及其局限性，阐述土壤病毒已证实和潜在生态功能。最后，文章提出未来土壤病毒研究应加强的研究方向，强调土壤病毒与土壤微生物耦合研究在揭示土壤生态功能研究中的重要性。

关键词

土壤病毒；噬菌体；标记基因；多样性；宏基因组；病毒生态

文章附图

图1 侵染细菌、古菌和真核生物的dsDNA病毒分类及形态示意图（改自Prangishvili等）

图2 土壤病毒研究的主要方法及流程图

图3 土壤病毒主要生态功能示意图（数字1~9表示病毒作用过程）

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