中山大学李文均团队揭示自然环境下病毒群落辅助代谢基因组成的影响因素
近期，中山大学李文均教授团队以珠江河口为研究对象，综合利用宏基因组和宏转录组分析揭示了不同的病毒生活方式（裂解型和温和型）、生境（水体、颗粒物和沉积物）和原核微生物宿主种类对病毒群落尺度下 AMG 组成的影响。
研究发现，病毒的生活方式是影响AMG组成的最重要的驱动因素，其次是生境和宿主种类。具体而言，不管在什么生境中，与温和型病毒群落相比，裂解型病毒群落编码的AMGs都具有更高的多样性。同时，裂解型病毒倾向于编码可以促进病毒后代繁殖的AMGs，如与伴侣蛋白合成、信号蛋白和脂质代谢相关的基因。而温和型病毒则倾向于编码有利于提高宿主生存能力的AMGs，如原核生物防御系统、双组分系统和致病基因等（图1）。该结果在全球海洋病毒数据集（GOV 2.0）中得到进一步验证。此外，裂解型和温和型病毒群落倾向于通过 AMGs 以不同的途径介导微生物驱动的生物地球化学循环，尤其是氮循环（图2）。这些现象可能与不同生活方式的病毒具有不同的进化背景有关。当聚焦于特定生活方式的病毒时，研究发现裂解型病毒和温和型病毒编码的AMGs均具有明显的生境依赖性和宿主特异性（图3, 4）。
图1 裂解型和温和型病毒基因组特性和 AMG 功能组成的比较
图2不同生活方式（a 裂解型；b 温和型）的病毒群落通过AMGs调控宿主细胞代谢的概念图
图3 三种生境（FL: 水体; PA: 颗粒物; SE: 沉积物）中病毒AMG功能的富集情况
图4 侵染不同宿主（目水平）的病毒群落中AMG功能的组成
该研究首次系统地揭示了病毒群落尺度下 AMG 组成的驱动因素，并从 AMG 的角度进一步扩展了我们对裂解型病毒和温和型病毒与其宿主间不同互作模式的认识，这为我们深入理解自然生态系统中“病毒-宿主-环境”间的互作提供了重要信息。
该研究成果以“Viral community-wide auxiliary metabolic genes differ by lifestyles, habitats, and hosts”为题发表于国际知名学术期刊Microbiome。生命科学学院博士生罗晓晴和博士后李佳岭为本论文共同第一作者，李文均教授和生态学院王攀登特聘副研究员为共同通讯作者，中山大学为该成果的第一完成单位。该研究工作得到国家自然科学基金（91951205，32200090）、南方海洋科学与工程广东省实验（珠海）创新团队项目（311021006, 311021004）、 博后面上基金 （2020M683029, 2018M643294）和中央高校基本科研业务费专项资金（2021qntd18）的资助。
原文链接：
https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-022-01384-y