近日，研究成果“Diversity and Function of Mountain and Polar Sraglacial DNA Viruses”發表在Science Bulletin（IF= 18）上。9）。該研究結果首次系統地描述了極地冰川上DNA病毒的多樣性、功能和公共衛生風險評估。
背景：
極地冰川覆蓋了地球表面的10%，是存在各種生命形式的極端環境的典型特徵。 病毒在上冰期生態系統中數量豐富且活躍，在控制上冰期微生物群落中起著至關重要的作用。 然而，目前對冰川表面病毒生態及其對下游生態系統的潛在影響的認識仍然有限。
技術方法
本研究採用微生物巨集基因組學和病毒學對21個高海拔冰川（海拔2731-6675 m;海拔5183公尺），包括雪、冰、融冰和冰塵樣本，並獲得了25個巨集病毒組和96個微生物巨集基因組資料集（包括TG2G目錄中最近報道的85個）。
圖1 研究區和樣品採集
主要內容概述
本研究基於冰川病毒和微生物巨集基因組資料集（共187個樣本），重建了冰川生態系統的DNA病毒基因組，提供了最大的冰川病毒組基因組列表（S**G），包括來自38個極地冰川超過17個病毒家族的10,840個病毒基因組，跨越雪等生境環境。 冰、融冰水和冰塵，使目前的冰川病毒組擴大了 15 倍以上。冰川DNA病毒具有高度特異性，但與其他生態系統中的病毒相比，其公共衛生風險也較低。 冰川上的病毒群落主要受生境限制，冰塵的病毒活性最高。 在這項研究中，觀察到溶原病毒在所有生境中普遍存在，特別是在低溫冰塵中，但溶原病毒在冰雪中存在高水平的溶原病毒。 此外，研究發現冰川病毒可與約83%的原核生物門相關，具有在惡劣環境條件下通過多種輔助代謝基因促進新陳代謝、增加宿主冷適應能力、細胞遷移率和酚碳利用的遺傳潛力。 這項研究的資料強調了病毒在冰川生物地球化學迴圈中的重要性及其對下游生態系統可持續性的潛在影響。 本研究也拓展了研究者對冰川病毒多樣性、功能和適應性的認識，為未來世界冰川研究奠定了基礎。
圖2 冰川上病毒基因組（S**G）的概述。 （a） 冰川上病毒種群（votus）的維恩圖;（b） 不同地區共有和獨特的 votus;（c） 已分類的votus所佔比例;（d）分類投票的組成;（e） 分類和非分類投票的相對豐度。 
圖3 冰川病毒群落的差異和多樣性。 （a） 基於Bray Curtis不同相似性指標的冰川病毒群落主坐標分析（PCOA）;（b） 不同冰川生境中獨特和共有的種群;（c） （d） （e） 冰川病毒種群多樣性指數箱線圖分析。
圖4 病毒在冰川上的生活策略和活動。 （a） 溶原病毒votus在所有冰川votus中所佔比例;（b） 溶原病毒的相對豐度;（c） 基於計算機病毒-宿主的凍原病毒的相對病毒與細菌比率（vbrrelative）**;（d） 基於計算機病毒-宿主的裂解病毒的Vbrrelative **;（e） 青藏高原低溫冰塵和融冰水中病毒豐度（VA）、細菌豐度（BA）和病毒細菌比（VBR）（f） 青藏高原冰塵和冰川融水的裂解和裂解病毒產量（分別為裂解VP和溶原VP）。
圖5 冰川上的病毒-宿主連線和宿主譜系特異性病毒-宿主動態。 （a） 冰川上細菌的系統發育以及病毒與細菌之間的聯絡。 熱圖顯示（b）宿主相對豐度，（c）log10（vbrrelative）;（d） 病毒（log10（病毒tpm））和宿主（log10（宿主tpm））的Pearson相關性分析;（e） log10 （vbrrelative） 和 log10 （宿主 TPM） 的 Pearson 相關性分析。
圖6 在上冰病毒種群中檢測到輔助代謝基因（AMGs）。 （a） 可能與冰川上的AMG有關的幾種主要途徑。 （b） 基因組結構，突出 AMG 的位置和 AMG 編碼蛋白質的三維結構。
引用
diversity and function of mountain and polar supraglacial dna viruses. science bulletin, 2023.