病毒（Virus）是地球上種類最多樣、數(shù)量最豐富的生物實(shí)體（biological entities）。目前保守估計(jì)病毒粒子在全球的數(shù)量可以達(dá)到1031個(gè)，生物量可以達(dá)到兩億噸，在整個(gè)地球生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)重要生態(tài)位。然而，目前對(duì)不同環(huán)境中的病毒的認(rèn)識(shí)仍十分有限。截至2022年5月，上傳到NCBI的已分離病毒數(shù)量只有104個(gè)數(shù)量級(jí)。大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為我們對(duì)環(huán)境病毒的了解就像對(duì)宇宙中的暗物質(zhì)一樣，這也暗示著環(huán)境病毒群落中可能蘊(yùn)藏未被發(fā)掘的巨大寶藏。

隨著宏基因組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的科學(xué)家開始對(duì)環(huán)境病毒組進(jìn)行研究，分析病毒的分布規(guī)律及生態(tài)學(xué)功能。然而，這些研究主要集中在水體環(huán)境，如海洋生態(tài)系統(tǒng)。由于土壤的高度復(fù)雜性，目前對(duì)土壤病毒的認(rèn)識(shí)還十分有限?？焖俪鞘谢M(jìn)程導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用地面積減少，此外，林地和草地等自然景觀也受到城市化進(jìn)程影響。土地利用方式的改變將造成土壤植被、養(yǎng)分及理化性質(zhì)變化，進(jìn)而改變?cè)瓉?lái)的生物地球化學(xué)循環(huán)。然而，目前對(duì)不同利用方式土壤微生物的研究，主要聚焦于細(xì)菌、真菌及土壤動(dòng)物，往往忽視了土壤病毒。

基于此，中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所朱永官院士團(tuán)隊(duì)為探究土壤病毒群落對(duì)快速城市化過程中土地利用類型變化的響應(yīng)，在福建省廈門市采集了來(lái)自森林、農(nóng)田、菜地、公園及綠化帶五種不同利用方式的土壤樣品，采用病毒組學(xué)和宏基因組學(xué)技術(shù)對(duì)其病毒及細(xì)菌群落進(jìn)行深入解析，獲得了接近60，000個(gè)新的土壤病毒種群，擴(kuò)充了對(duì)土壤病毒多樣性的認(rèn)知，揭示了病毒在不同土地利用類型中的分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)土地利用方式對(duì)土壤病毒群落結(jié)構(gòu)的影響大于空間異質(zhì)性，pH是驅(qū)動(dòng)土壤病毒群落結(jié)構(gòu)變化的重要環(huán)境因子；土地利用方式變化影響土壤病毒群落的生活方式并改變了病毒-細(xì)菌宿主互作模式；同時(shí)土地利用方式的變化導(dǎo)致土壤病毒生態(tài)位的分化，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)了土壤病毒群落的演化。

相關(guān)研究結(jié)果以Response of soil viral communities to land use changes為題發(fā)表在Nature Communications上。廖虎博士生及李虎副研究員為論文共同第一作者，通訊作者為蘇建強(qiáng)研究員。該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（42177097）及創(chuàng)新群體項(xiàng)目（42021005）和“一帶一路”國(guó)際科學(xué)組織聯(lián)盟的資助（ANSO-PA-2020-18）的資金支持。

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圖1 土壤病毒群落對(duì)土地利用方式的響應(yīng)