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为解决对感染玫瑰杆菌属噬菌体了解不足的问题，研究人员开展了对新型噬菌体 vB_DshS - R26L 的研究。结果发现它是一种新属噬菌体，具有独特生物学和基因组特征。这为揭示玫瑰杆菌 - 噬菌体相互作用的生态意义提供了新视角。
在广袤的海洋世界里，微生物如同隐藏的神秘力量，默默地影响着整个生态系统的平衡。玫瑰杆菌属（Roseobacter clade）细菌便是其中重要的一环，它们广泛分布于海洋环境，积极参与碳、硫和氮的生物地球化学循环，是海洋生态系统的关键参与者。然而，与玫瑰杆菌紧密相关的玫瑰噬菌体（roseophage），却如同迷雾中的神秘身影，一直未被人类完全了解。尽管已知玫瑰噬菌体在调节微生物群落和生物地球化学过程中发挥着重要作用，但已被分离和深入研究的玫瑰噬菌体数量极为有限，这极大地限制了人们对它们生物学和生态意义的认知，以及对噬菌体与玫瑰杆菌之间相互作用的理解。
为了揭开玫瑰噬菌体的神秘面纱，深入探索噬菌体与宿主之间的相互作用奥秘，厦门大学海洋与地球科学学院、深圳大学等机构的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们从中国珠江口采集海水样本，成功分离出一种新型噬菌体 vB_DshS - R26L（以下简称 R26L），并对其进行了全面深入的研究。该研究成果发表在《BMC Genomics》上，为我们理解海洋生态系统中噬菌体与宿主的关系提供了全新的视角。
研究人员在本次研究中运用了多种关键技术方法。首先是样本采集与噬菌体分离技术，从珠江口采集海水样本，经过过滤、与宿主菌共培养等步骤，利用双层琼脂法分离出噬菌体，并通过多次纯化和浓缩获得高滴度噬菌体样本。其次，运用透射电子显微镜（TEM）技术对噬菌体的形态进行观察。还采用了宿主范围分析技术，通过斑点试验检测噬菌体对多种细菌菌株的感染能力。此外，通过一步生长曲线实验分析噬菌体的感染和复制能力，运用 DNA 提取、测序及生物信息学分析技术对噬菌体基因组进行测序、注释和比较分析等。
R26L 的生物学特征：R26L 是从中国珠江口海水样本中分离得到的，它能感染 Dinoroseobacter shibae DFL12T。其形成的噬菌斑呈圆形，中心清晰，边缘模糊，直径约 1 - 3.5 毫米。通过 TEM 分析发现，R26L 具有典型的长尾噬菌体（siphovirus）形态，头部细长，长度为 104.85 ± 3.29 纳米，尾部非柔性，长度达 170.35 ± 2.82 纳米。宿主感染性测试显示，R26L 的宿主范围狭窄，除了原始宿主 D. shibae DFL12T外，无法感染其他测试的玫瑰杆菌菌株。一步生长曲线表明，R26L 完成一个感染周期大约需要 7 小时，潜伏期约为 3.5 小时，裂解量约为 22 PFU/cell。
R26L 的基因组特征：R26L 的基因组为环状双链 DNA，大小为 79,534 bp，G + C 含量为 62.6%，略低于其宿主（63.1%）。研究人员预测出 116 个开放阅读框（ORFs），其中 42 个具有特定功能。这些 ORFs 可分为核苷酸代谢、结构、包装、queuosine 生物合成、裂解、辅助代谢基因（AMGs）和未知功能七类。R26L 编码多种与核苷酸代谢相关的基因，构成核酸代谢模块，还含有与结构成分、queuosine 生物合成相关的基因，以及一个编码溶菌酶的基因，有助于裂解宿主细胞壁。此外，R26L 还含有一个编码色氨酸（Trp）的 tRNA 基因，但未检测到与溶原性相关的标记基因。
R26L 的系统发育和分类学：通过 NCBI BLASTN 分析发现，Dinoroseobacter 噬菌体 vB_DshS - R5C（R5C）和 Pseudanabaena 噬菌体 Pan1 与 R26L 的序列同一性分别为 92.4% 和 76.2%，但查询覆盖率较低。进一步的数据库比较、系统发育分析和基因组间相似性评估表明，尽管 R26L 与 R5C 和 Pan1 聚类，但它们的遗传距离足以将 R26L 归类为一个新的、未分类的属。R26L 与其他噬菌体的基因组间相似性范围为 0.8 - 54.7%，与 R5C 和 Pan1 的相似性最高，分别为 54.7% 和 42.0%，均低于属分类的 70% 阈值。
比较基因组分析：对 R26L、R5C 和 Pan1 进行比较基因组分析，发现 R26L 与 R5C 共享 72 个（62.1%）ORFs，与 Pan1 共享 60 个（51.7%）ORFs，序列相似性在不同基因间有所差异。在结构蛋白方面，R26L 和 R5C 的部分结构蛋白具有高度相似性，但某些结构蛋白与 Pan1 不同。在核酸代谢相关基因上，虽然 R26L 编码的此类基因数量较多，但三个噬菌体的相关基因相似性水平相当。此外，R26L、R5C 和 Pan1 都含有高度保守的 phoH 基因和 queuosine 生物合成基因，且 R26L 和 R5C 都含有基因转移剂（GTA）蛋白基因和热休克基因，但 R5C 和 Pan1 不含 tRNA 基因，三者均无溶原性基因。
研究结论和讨论部分具有重要意义。R26L 作为一种新属噬菌体，其独特的生物学和基因组特征为研究噬菌体与玫瑰杆菌的相互作用提供了新的模型。R26L 的窄宿主范围可能与特定宿主环境的进化限制有关，其尾结构在宿主特异性感染中发挥重要作用。R26L 携带的多个 AMGs，尤其是与磷酸盐代谢和 queuosine 生物合成相关的基因，可能通过水平基因转移（HGT）获得，对调节宿主代谢和保护噬菌体 DNA 免受宿主免疫系统攻击具有重要意义。GTA 基因在相关玫瑰噬菌体中的高度保守，凸显了其在噬菌体介导的 HGT 过程中的进化重要性。这些发现揭示了噬菌体复杂的进化动态和适应性策略，为深入理解海洋生态系统中噬菌体与宿主的相互作用、生物地球化学循环以及微生物群落的调控机制提供了关键线索，为海洋微生物学研究开辟了新的方向。
