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噬藻体是感染蓝藻的病毒，广泛分布于各种水生态系统中，在调节蓝藻种群密度和结构，介导蓝藻间基因水平转移及维持微生物群落多样性等方面发挥着重要的作用。目前研究对象主要为海洋噬藻体，对淡水噬藻体了解较少。为了更好地认识淡水噬藻体，本实验室对其开展了分离培养工作，鉴定了一株特异裂解水华蓝藻铜绿微囊藻（Microcystic aeruginosa）的噬藻体MaMV-DC(Microcystis aeruginosa myovirus from Lake Dianchi)。为了解该噬藻体的分子生物学特征以及其与宿主相互作用的分子机理，我们对MaMV-DC进行了全基因组测序和分析，并对其编码的5L基因特征和功能进行了研究。此外，还对一株能感染模式蓝藻鱼腥藻PCC7120(Anabaena sp.strain PCC7120)的短尾噬藻体A-4L进行了全基因组测序和分析。首次报道了感染模式蓝藻的噬藻体全基因组。主要研究方法与结果如下: 1.MaMV-DC的分离鉴定及特征 从富营养化湖泊-昆明滇池水样中分离得到一株感染铜绿微囊藻的噬藻体MaMV-DC。种属及来源不同的15株蓝藻被用来检测MaMV-DC的宿主范围，显示MaMV-DC特异感染铜绿微囊藻FACHB-524。电镜观察显示MaMV-DC病毒粒子由直径约为70 nm的正二十面体头部和长度约为160 nm的可收缩尾部组成，为典型的肌尾噬藻体。一步生长曲线测定，显示该噬藻体感染宿主细胞的潜伏期为24-48小时，每个感染细胞可以释放出大约80个具有感染活性单位(Infectious Uints，IU)的子代噬藻体。 2.MaMV-DC基因组结构及特征 通过454焦磷酸测序的方法对MaMV-DC基因组全序列进行了测定。MaMV-DC基因组为末端循环冗余的169223 bp双链线性DNA，G+C含量约为46.3％。利用多种生物信息学软件对MaMV-DC基因组结构进行预测和分析。MaMV-DC可编码170个预测的开放阅读框(ORFs)和一个转运RNA(tRNA)基因。运用BLASTp对MaMV-DC的170个预测基因编码的蛋白进行逐个检索显示:150个在铜绿微囊藻噬藻体Ma-LMM01中存在同源蛋白，29个在铜绿微囊藻中存在同源蛋白，其中24个在两者中都存在同源蛋白;剩余的15个在两者中都没有同源蛋白。点阵分析显示MaMV-DC的基因组排列顺序仅与Ma-LMM01共线性，全基因组序列比对结果显示两者的相似性为86.1％，主要差异在于彼此基因组中特异地插入了宿主或其它微生物的核酸片段。利用主要衣壳蛋白构建进化树，显示MaMV-DC以很高的概率与Ma-LMM01聚在一起，独立于其它短尾噬藻体。 3.MaMV-DC5L特征与功能 MaMV-DC5L基因编码的氨基酸序列与宿主蓝藻的藻胆体降解蛋白NblA高度同源。逆转录PCR与Western blotting检测的结果显示MaMV-DC NblA在噬藻体感染的晚期表达。NblA大量表达后宿主藻的藻蓝蛋白吸收峰被消弱，子代噬藻体大量释放。在模式蓝藻集胞藻PCC6803内单独表达MaMV-DC NblA，藻细胞的藻蓝蛋白吸收峰被消弱，与叶绿素吸收峰的比值明显小于对照藻。这些结果初步表明，噬藻体MaMV-DC在感染的晚期，通过表达其携带的NblA基因，裂解宿主藻胆体，从而为自身结构蛋白合成提供充足的物质来源，使子代噬藻体的释放量最大化。 4.A-4L基因组结构及特征 淡水短尾噬藻体A-4L能感染模式蓝藻鱼腥藻PCC7120。通过454焦磷酸测序、末端转移酶介导的PCR及酶切图谱的方法测定了A-4L的全基因组序列。A-4L基因组为41750bp的双链DNA，含有810 bp的长末端直接重复。基因组编码38个开放阅读框。A-4L与来自不同生态系统中的短尾噬藻体进行比较，显示A-4L的末端直接重复序列最长，其基因组结构与淡水短尾噬藻体相似，明显区别于海洋噬藻体。8个核心蛋白构建的串联进化树显示A-4L与淡水噬藻体聚一起，形成了一个独立于海洋噬藻体的进化分支，表明淡水生态系统中的短尾噬藻体与海洋生态系统中的短尾噬藻体之间已经存在明显的进化分歧。