推荐：江舜尧
编译：艾奥里亚
编辑：小菌菌
中国科学院生态环境科学研究中心韩丽丽副研究员等人于2020年4月5日在Environmental Microbiology上发表题目为《Diversity and potential biogeochemical impacts of viruses in bulk and rhizosphere soils》的文章。该单位的病毒作为食物网的主要组成部分，在海洋环境中扮演着重要的角色。然而，有关于其在农业土壤中的研究较少。本研究通过病毒宏基因组学，结合土壤理化参数以及土壤病毒和微生物计数等方法，探究了非根际和根际土壤中病毒的丰度、多样性和潜在的生物地球化学影响。通过探究，本研究强调了农业土壤中病毒的高度多样性，并且病毒群落受到植物根系的影响。病毒可以通过假定的辅助代谢基因(AMGs)或病毒编码的代谢基因对细菌新陈代谢造成影响，从而促进生物地球化学循环。本研究的发现将有助于我们更好的理解农业生态系统中的生物地球化学元素循环。
文章内容
病毒可以对水生生态系统中微生物动态变化、新陈代谢和生物地球化学循环造成影响。然而，人们对农业土壤中病毒的多样性和功能知之甚少，尤其是根际土壤中的病毒。我们对所采集的8个根际和非根际土壤样本进行病毒体（virome）分析，来探究农业生态系统中病毒多样性和潜在的生物地球化学影响。在农业土壤中，Caudovirales是最主要的病毒类型，其中Siphoviridae是最丰富的科。对Caudovirales的末端酶(Terminase)大亚基进行系统发育分析发现，该病毒具有高度的多样性同时具有三个新的类群。非根际土壤和根际土壤的病毒群落组成存在显著差异。土壤pH是病毒群落结构的主要环境驱动因素。值得注意的是，在病毒体中检测到丰富的辅助碳水化合物活性酶(CAZyme)基因，包括糖苷水解酶（glycoside hydrolases）、碳水化合物酯酶（carbohydrate esterases）和糖结合模块（carbohydrate-binding modules）。这些结果表明，病毒编码的可能的辅助代谢基因或代谢基因可以改变细菌的代谢，间接促进农业土壤中的生物地球化学循环，特别对碳循环造成影响。
文中重要图片说明
图1| QJ非根际土和根际土壤中病毒体的分类组成。其中other分类组代表48个相对丰度小于1%的病毒科的总和。
图2 | 以非计量多维尺度分析表示了非根际土和根际土壤病毒分类组成的多样性。A代表基于物种水平分类分配的相对丰度，计算了Bray-Curtis不同距离的非计量多维尺度分析；B代表基于P<0.05以及LDA>2.0，采用线性判别分析(LEfSe)表示了非根际土壤和根际土壤之间差异丰富的病毒。
图3| Caudovirales末端酶大亚基蛋白(terL)的进化树。红色和蓝色分别代表非根际土壤和根际土壤样本，黑色代表参考序列。
图4 | A代表8个病毒体的功能剖面（SEED level1水平上）；B代表在非根际和根际土壤之间，在SEED level2水平相对丰度注释上发生的显著变化。
图5 | 从QJ的非根际土和根际土壤中注释的辅助酶。
表1 | 本研究所研究的8个土壤病毒序列概述。
表2 | 利用三种不同的统计方法对不同生境和土壤处理之间对病毒群落组成的影响的显著性分析。文本加粗表示处理或土壤生境之间具有显著性差异。
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