在不同生态环境中,不同蓝藻类群依靠着各自特有适应条件的机制和能力占据着不同的生态位。作为蓝藻门中的微微藻,聚球藻属(Synechococcus)蓝藻在全球海洋水域分布非常广泛,具有丰富的生态、物种和遗传多样性,普遍认为其在二氧化碳的固定及生物圈的总初级生产力贡献方面扮演着重要角色。蓝藻病毒,也称为噬藻体,通过对宿主细胞的侵染作用控制着蓝藻的丰度和群落结构组成,而且介导着宿主间的水平基因转移。同样,作为导致聚球藻蓝藻死亡的重要因素,噬藻体通过侵染裂解宿主细胞来调节水生态环境中的聚球藻种群密度和群落结构,继而影响生态系统的能量流动和物质循环。在本实验中,聚球藻属蓝藻strain CB0101作为宿主藻株,成功从广东省深圳市深圳湾水域分离并鉴定了一株病毒,该病毒属于肌尾噬菌体科(Myoviridae)的噬藻体,根据现行的命名规则将其命名为S-SBM1。(1)宿主范围检测结果显示,噬藻体S-SBM1只对聚球藻CB0101具有侵染性,而对实验中生长在不同盐度的不同种属的蓝藻(色球藻、微囊藻、原绿球藻和其他聚球藻)均无侵染能力,提示其对聚球藻CB0101有较高的专一性;(2)负染透射电子显微镜拍照获得的图像显示,噬藻体S-SBM1为T4噬菌体样形态。其头部呈二十面体的结构,直径为75-80 nm。可收缩的刚性尾部为柱状,直径约为25 nm,长70-90 nm。头部和尾部由颈部连接,而底板连接到尾部的末端;(3)噬藻体S-SBM1的完整基因组为一条线性的双链DNA,全长为177834 bp,GC含量为43.31%。经过对噬藻体S-SBM1的基因组注释结果分析,预测得到了239个开放阅读框(ORF)和6个转运RNA(tRNA)基因。其中包括多种辅助代谢基因(auxiliary metabolic gene,AMG),如cobS,CP12家族蛋白,热休克蛋白HSP,mazG,phoH,psbA,2OG-Fe(II)氧化酶等。前期研究认为这些基因可以在侵染宿主后影响细胞的代谢活动,为病毒的大量复制增殖提供能量和原料;(4)另外,通过对噬藻体进行高通量蛋白质组质谱分析,鉴别了43种蛋白质,包括28种结构蛋白,4种DNA复制相关蛋白,2种参与DNA代谢及修复的蛋白,和1种涉及病毒包装的蛋白。该研究结果拓展了对蓝藻噬藻体这类群病毒的认识,有助于加深对噬藻体与其宿主蓝藻间相互作用的理解。同时,相关组学数据将帮助了解噬菌体的遗传潜力,认识到浮游病毒是如何影响蓝藻的进化和生存,进而参与生物圈的生物地球化学循环,改变能量的流动和物质的循环。