噬菌體研究獲突破

病毒是地球上數量多的生命體，在控制寄主群落演替、遺傳基因的水平移動、生物進化和地球生物化學循環中起到重要的作用。細菌病毒（噬菌體）數量上一般是細菌的10倍左右，被認為是地球上數量多的病毒類型。盡管噬菌體廣泛存在，但與具有細胞結構的微生物相比，對其基因多樣性研究甚少。究其原因，一方面傳統噬菌體研究依賴于分離培養，但環境中的細菌大多數尚處于難培養狀態，限制了噬菌體的獲得；另一方面也與噬菌體基因中沒有發現諸如像原核生物16S rDNA和真核生物18S rDNA中存在共有的保守序列，用于通用引物設計有關。

但近研究發現，噬菌體某些家族的結構或功能蛋白質氨基酸片段序列高度保守，利用這些保守片段氨基酸序列設計引物，可以直接PCR擴增出不同噬菌體家族基因序列，用于噬菌體生態學研究。其中編碼噬菌體主要殼蛋白的g23基因被認為是研究T4型噬菌體基因多樣性和群落結構的重要分子標記基因。

盡管采用PCR技術從稻田土壤中已經獲得了大量的g23基因，但2008年美國學者撰文指出，他們采用PCR技術未能從旱地土壤中獲得g23基因，認為從稻田土壤中獲得g23基因的結果很難認同為是針對純粹土壤環境的研究，原因在于稻田長期有水層存在，與海洋具有相似的水環境特征。

研究發現，旱地黑土農田g23基因分布與其在海洋和湖泊水體環境中*不同，與稻田環境相近，但也有多個新的黑土類群存在。采用Unifrac方法分析不同環境條件下的T4型噬菌體群落結構發現，T4型噬菌體在陸地生態系統較海洋環境分布廣泛，表明陸地生態環境中具有豐富的噬菌體基因資源；另外，T4型噬菌體在稻田和旱地黑土中群落結構差異明顯，且其在東北稻田與東北旱地黑土中分布相對較近的研究結果，說明在陸地生態系統中，T4型噬菌體群落結構受到地理環境和生態過程的雙重影響。