噬藻体是侵染蓝藻的细菌病毒,因其在生物圈中数量大,分布广,影响着地物生物化学循环而引起世界各国科学家们的关注.对噬藻体遗传多样性及其菌落结构组成的研究有助于人们更清晰地认识现有生物资源状况,明晰其生物进化地位及在生态系统中的作用,从而采取更为适当的保护策略和合理利用现有资源提供正确的理论指导.病毒依赖于寄主的可培养性限制了病毒遗传多样性的研究.近年来,依据噬菌体某些基因编码的氨基酸对噬菌体绘制蛋白质树为研究细菌病毒遗传多样性提供了重要工具.利用病毒某些家簇的结构和功能蛋白氨基酸片段的高度保守性来设计简并性引物,对环境中细菌病毒基因多样性研究越来越多.本研究采用分子生物学方法,以编码噬蓝藻肌尾病毒衣壳组装蛋白(capsid assembly protein)的基因g20为靶标,对东北稻田水体中的噬藻体g20基因的分布特征进行了调研.本研究对东北不同类型稻田土壤[大安(盐碱土)、建三江(白浆土)、阿城(黑土)、林甸(草甸棕壤)、绥化(黑土)]的田面水进行采集,采用不同孔径微孔滤膜过滤和膜浓缩方法,获得稻田水体病毒.以CPS1/CPS8引物对稻田水体病毒DNA进行PCR扩增,成功获得了编码衣壳组装蛋白g20基因,采用DGGE(变性梯度凝胶电泳)来区分同一样品中不同的g20克隆.本研究共获得54条不同的g20氨基酸序列.其中从建三江、阿城、大安、林甸和绥化等样品中分别获得11,10,12,10和10条不同的g20氨基酸序列.BLAST比对发现,54条g20阳性克隆中,有34条与日本稻田水体中g20克隆有最高相似性(66％～99％),13条与日本稻田土壤g20克隆具有最高相似性(76％～92％),4条和3条与海洋(71％～74％)和淡水湖泊(67％～72％) g20克隆具有最高相似性.获得的g20氨基酸序列与其他环境中g20氨基酸序列比较,发现东北稻田田面水与日本稻田田面水相似,其系统发生位置归为Cluster α,p,γ和ε(如图1所示).在Cluster α和β中,本研究新命名的三个Cluster (PFW-Ⅶ～Ⅸ)为中国东北稻田水体所特有的.通过对g20基因聚合体与日本稻田水体、土壤及世界各地海洋、湖泊水体g20基因聚合体进行UniFrac分析显示,我国东北稻田水体噬藻体菌群组成与海洋、湖泊和日本稻田环境不同,即使是在相似的稻田水体环境,我国东北稻田噬藻体菌群组成与日本稻田噬藻体菌群组成也存在着明显差异.以上结果表明,在不同自然环境中,噬藻体菌群结构与基因组成存在着显著差异.