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噬藻体是一类以蓝藻为宿主的病毒，被认为在控制蓝藻水华方面具有潜在的生态学意义。在对武汉东湖浮游病毒研究的基础上，本实验室分离到一株能特异裂解有害水华丝状蓝藻阿氏浮丝藻(Planktothrix agardhii)的噬藻体PaV-LD(Planktothrix agardhiiVirus from Lake Donghu)，并测定了其增殖曲线以及理化性质，利用电镜技术观察其超微形态特征。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PaV-LD进行了全基因组测序和序列注释、结构多肽质谱分析以及相关功能基因的转录时序分析。主要研究方法与结果如下：
1.PaV-LD的分离鉴定及特性：以种属及来源不同的蓝藻作为潜在宿主，从浅水型淡水湖泊-武汉东湖水样中分离到噬藻体PaV-LD，并采用终点稀释方法对PaV-LD进行纯化。宿主范围显示，PaV-LD特异感染阿氏浮丝藻，对其它蓝藻没有感染性。电镜观察显示，平均直径在70-85nm之间。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2-3天，每个感染细胞可以释放出大约350个具有感染活性单位(Infectious Uints，IU)的子代噬藻体。理化测定结果表明，噬藻体PaV-LD对氯仿不敏感；在pH4.5-pH10.0范围内具有稳定感染活性；低温下能较长时间保存，当温度超过50℃能导致其完全灭活。
2.PaV-LD全基因组测序及序列注释：利用脉冲场电泳与限制性内切酶对PaV-LD基因组DNA进行了检测和分析后，采用鸟枪与引物步移法完成了噬藻体PaV-LD的全基因组序列测序。PaV-LD基因组由95299个碱基对组成的线状双链DNA，G+C含量约为41.5％。在NCBI国际数据库网站上利用ORF finder软件进行开放阅读框ORF(Open reading frame，ORF)确认分析，搜索结果显示PaV-LD基因组共有142个ORFs，其可编码含35至1584个氨基酸的多肽或蛋白质；开放阅读框之间排列紧凑，每个编码基因平均长度约为670个碱基。在以上分析的结果基础上，绘制了PaV-LD基因组结构图谱。运用BLAST软件中的蛋白质序列对蛋白质序列的比对工具(protein BLAST，BLASTp)，对PaV-LD基因组的142个预测基因进行逐个检索，在NCBI国际蛋白质数据库中发现有53个预测基因的编码产物存在同源蛋白质，其中包括29个已知功能蛋白和24个未知功能蛋白；其余89个预测基因在蛋白质数据库中找不到可以匹配的相似序列。此外，基因组中包含17个不依赖ρ因子的转录终止子和30个启动子，而启动子具有一个共同的特征核苷酸序列：WTKAHM-N15-22-WADHHW。
3.PaV-LD的形态特征与基因结构：电镜观察显示，PaV-LD的显著形态特征是无尾。与有尾病毒进行比较，PaV-LD基因组中缺少编码尾部的几种特征基因，如尾丝、尾鞘、尾管、尾刺和尾板等。可见，PaV-LD无尾形态是由其基因组织的结构所决定。进一步对主要衣壳蛋白基因进行进化分析，结果显示PaV-LD的主要衣壳蛋白为独立一枝，不同于其它已知有尾噬菌(藻)体。可见，PaV-LD基因组特征以及编码基因(主要衣壳蛋白)序列与结构变化，可能是导致其产生无尾形态特征的基本原因。
4.PaV-LD结构蛋白的分析与鉴定：纯化的噬藻体PaV-LD粒子，经15％SDS-PAGE电泳以及考马斯亮蓝染色后，在分子量约为27KDa至172KDa之间，具有13条主要结构蛋白。进一步质谱鉴定了10条结构蛋白，这些蛋白的编码基因在PaV-LD基因组中分别为033R、057R、071R、073R、078R、081R、085R、088R、095L、127L；但3尚未在PaV-LD基因组找到编码基因的结构蛋白被鉴定为蓝藻细胞膜有关的外膜蛋白OprB。
5.基因表达时序分析：荧光实时定量PCR分析揭示了PaV-LD基因组依次按复制、生物合成、组装以及释放顺序进行相关功能基因转录。功能基因转录结果显示，复制蛋白(005R)、DNA解旋酶(007R)、特异位点DNA甲基化酶(010R)先转录之后，紧接着整合酶(018R)、3-磷酸腺酐-5-磷酰硫酸还原酶基因(020R)、可降解藻胆体蛋白(022L)、蛋白磷酸酶(036R)、蛋白激酶(037R)以及终止酶(053L)等生物合成基因转录，主要衣壳蛋白(073R)与KilA蛋白(064R)转录完成后，进入细胞裂解基因(123L)表达。
对PaV-LD基因组序列与结构特征进行综合分析，揭示了其独特的无尾形态特征与生命过程及其与蓝藻宿主之间的相互关系。