近日，国际权威生物学期刊《BMC Biology》在线发表了我院博士生魏双的研究论文（：Unveiling a novel broad-host-range cyanomyovirus cross-infecting Prochlorococcus and Synechococcus）。该研究通过分离培养和基因组分析，鉴定出一株具有极广泛的宿主范围、可交叉侵染原绿球藻和聚球藻的新型海洋T4-like蓝细菌肌尾病毒S-SCSM2R，该病毒具有极广泛的宿主范围，可交叉侵染原绿球藻和聚球藻探究了其广泛宿主适应性的基因组基础，并解释其广泛宿主适应性的基因组基础。
原绿球藻和聚球藻是海洋中分布广泛的超微型蓝细菌，贡献约50%的海洋初级生产力，对全球碳氮循环具有重要影响。噬藻体（即侵染蓝细菌的病毒）在海洋中种类繁多、分布广泛，在调控宿主群落结构、动态及代谢方面发挥关键作用，是海洋生态系统的重要组成部分。噬藻体可通过水平基因转移从宿主或其他病毒获得基因，从而适应不同环境。分离培养是研究噬藻体遗传多样性及其与宿主互作的重要手段，但目前仍未充分了解对噬藻体-宿主的相互作用其相互作用机制的理解仍不全面，有待进一步深入研究。
该本研究从南海表层海水成功分离出一株噬藻体S-SCSM2R，通过透射电镜明确其病毒粒子形态，并鉴定为海洋T4-like蓝细菌肌尾病毒（图1a）。生理实验显示该噬藻体可有效侵染宿主聚球藻WH7803（图1b），并呈现揭示了其清晰的侵染动态过程。尤为重要的是，S-SCSM2R表现出广泛的宿主谱，能够侵染来自海洋和河口生态系统的多种聚球藻和原绿球藻（图1c）。全基因组测序表明，S-SCSM2R基因组为环状双链DNA，长度为244,186 bp，共编码332个ORF，其中133个具有注释功能，主要涉及DNA复制和代谢、结构组装、调控和裂解等类别（图2）。
图1. 噬菌藻体病毒S-SCSM2R的生物学特性
图2. S-SCSM2R基因组图谱
基因组分析表明，S-SCSM2R广泛的宿主范围可能源自于其独特的遗传多样性和复杂性。该病毒基因组包含编码一个受体结合蛋白RBP以及与DNA甲基化、NAD+合成相关的多种反防御酶的编码，这些特征可能共同促进其跨宿主感染能力（图2）。此外，基因族中还包括一系列新型的辅助代谢基因，可包括编码参与光合作用、氧化应激缓解、细胞壁合成和修饰以及抗生素合成的酶，增强了病毒在不同宿主细胞环境的适应性与侵染广度。这些新发现上述研究结果为深入理解海洋病毒-宿主相互作用机制提供了新视角（图3）。
图3. 蓝细菌噬菌体S-SCSM2R编码的AMGs调控宿主代谢途径的示意图
论文共同第一作者为我院博士生魏双与香港科技大学（广州）蔡兰兰助理教授为论文共同第一作者，我院李江涛教授与山东大学徐永乐助理研究员为共同通讯作者。合作者还包括山东大学郑洪蕊博士、我室博士生韦淑珍、深圳大学高等研究院张锐教授和徐步博士后。
全文链接：https://doi.org/10.1186/s12915-025-02481-8