病毒是地球上數(shù)量最多的生物實(shí)體，在協(xié)同生物進(jìn)化、調(diào)控土壤微生物生理代謝和群落結(jié)構(gòu)、促進(jìn)元素生物地球化學(xué)循環(huán)等過程中發(fā)揮著重要作用。相比水體環(huán)境，土壤的復(fù)雜性導(dǎo)致土壤病毒更加神秘，大量未知的遺傳基因被稱為基因庫中的“暗物質(zhì)”。

當(dāng)前，關(guān)于黑土地土壤病毒的研究還十分匱乏，人們對于黑土病毒多樣性特征及其生態(tài)功能的認(rèn)識仍十分有限。分離技術(shù)的缺乏是目前限制病毒研究發(fā)展的主要原因之一，近年來發(fā)展起來的基因組學(xué)技術(shù)為探索病毒的奧秘提供了有效途徑，特別是高通量測序法已經(jīng)成為研究環(huán)境中微生物群落結(jié)構(gòu)和功能分析的重要工具。由于土壤具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，并與土壤各要素（水分、養(yǎng)分、空氣和溫度等）共同形成了特有的微觀異質(zhì)性，為土壤病毒和其他微生物的生命活動創(chuàng)造了多重生態(tài)位，這些因素給土壤微生物學(xué)相關(guān)研究帶來巨大的挑戰(zhàn)。目前僅有少數(shù)宏病毒組學(xué)研究揭示了土壤中病毒群落結(jié)構(gòu)。

解析東北農(nóng)田黑土病毒群落結(jié)構(gòu)和功能特征對作物生產(chǎn)和糧食安全有重要意義。因此，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)王鋼教授團(tuán)隊(duì)以東北黑土地農(nóng)田土壤病毒為研究對象，基于病毒宏基因組測序技術(shù)獲得土壤病毒基因序列，并利用生物信息分析方法揭示土壤病毒多樣性。同時，結(jié)合個性化分析宏病毒組基因序列、進(jìn)行功能基因分析、宿主預(yù)測和單病毒基因組組裝和注釋。研究發(fā)現(xiàn)該農(nóng)田土壤檢測到的病毒主要?dú)w屬于有尾噬菌體目（Caudovirales，59.38%）和皰疹病毒目（Herpesvirales，2.56%）等2個病毒目中的29個病毒科，其中以長尾噬菌體科（Siphoviridae）、微小噬菌體科（Microviridae）的病毒數(shù)量最多，分別占44.48%和20.53%?；蚬δ芊治霰砻魍寥啦《究赡軈⑴c土壤中的酶催化、生物代謝（如氮化合物代謝、分解代謝、多生物代謝、細(xì)胞代謝、初級代謝、含堿基小分子代謝以及有機(jī)物代謝等）等過程。宿主預(yù)測分析揭示檢測到的病毒宿主分屬5個菌門中的35個菌屬。本研究結(jié)果豐富了土壤病毒的基因數(shù)據(jù)庫，為土壤病毒分離提供參考，并為進(jìn)一步理解土壤病毒生態(tài)學(xué)意義提供數(shù)據(jù)支撐。

由于研究方法的限制，目前我們對土壤病毒的認(rèn)識仍是冰山一角，未來研究會繼續(xù)致力于探索東北黑土區(qū)病毒在宏觀尺度上的分布特征、功能以及建立病毒基因數(shù)據(jù)庫，這將有利于更好地服務(wù)于中國東北黑土地保護(hù)與保障國家糧食安全。