[发明专利]一种利用土壤菌群评估深海噬菌体生物安全性的方法

说明书

本发明提供一种利用土壤菌群评估深海噬菌体生物安全性的方法，该方法利用土壤菌群作为生物学模型，向其中加入由深海沉积物中的分离到的混合噬菌体，连续处理3天。1周后取处理的土壤样品进行16S rRNA基因测序以及土壤生态功能的测定，并与对照样品进行比较，以确定深海噬菌体对土壤菌群结构和土壤生态学功能的影响。其中与对照组比较，处理组中的三个重复中若均有显著性的细菌丰度变化和土壤生态学功能的变化，则证明该组深海噬菌体存在生物安全性问题。本发明为进行深海噬菌体的生物安全性的评估提供了一种操作简单，易于控制而又准确率高的方法，具有取材便捷、耗时短、效率高的特点。

技术领域

本发明属于生物安全性评估领域，具体是一种利用土壤菌群评估深海噬菌体生物安全性的方法。

背景技术

噬菌体广泛存在于海洋环境中，是海洋生态系统中丰度最高的生物体。它们具有高度的基因多样性，数量大，可感染的宿主范围十分宽泛，是导致异养和自养宿主死亡的主要原因。在海洋环境中，噬菌体通过感染宿主，将环境中的各种细菌控制在一定的丰度内，通过裂解特定的微生物来影响宿主的群落结构。由于噬菌体对宿主的裂解，宿主固定的有机物被释放到环境中并重新进入循环。这使得海洋生态系统中的物质能量循环沿着这条分流的路径重新分布，而不仅仅是沿着食物链，海洋噬菌体由此参与生物地球化学循环。

近年来，随着人们探索深海的兴趣不断增长，在各种深海生态系统中发现了越来越多的噬菌体。每年都有大量的深海样本被带到陆地上。然而，深海噬菌体对陆地土壤微生物群的影响尚未被探索。众所周知，陆地的土壤生态系统与深海的非常不同。土壤细菌群落由数万个类群组成，对土壤生态系统的功能起着至关重要的作用。这些土壤细菌可能包括一些来自深海的噬菌体的潜在宿主。一旦土壤中的细菌被深海噬菌体感染，土地上的土壤将被破坏，导致外来物种入侵的后果。

有许多研究表明土壤细菌组成与土壤固氮、固碳、凋落物分解、氮素周转和磷的浸出等土壤生态学功能密切相关。土壤菌群的构成可以受到多种因素的影响,包括土壤pH值，气候，植被类型，养分有效性，和土壤细菌群落中其他生物之间的互作(如感染噬菌体)等有关。在土壤中，噬菌体数量丰富，可能具有巨大的作用，因为它们可能通过在宿主之间转移基因的能力和作为细菌死亡的潜在原因影响土壤生物群落的进化和生态。据报道，噬菌体可以在土壤中携带农药分解代谢基因，从而提高细菌对药物的抗性，改变细菌群落结构。土壤噬菌体通常采用溶源繁殖作为一种普遍的繁殖策略。而多价噬菌体(即有属间感染能力的噬菌体)可在土壤细菌中繁殖，影响细菌抑制和种间竞争。这种长期的相互作用导致细菌和噬菌体在土壤中快速共同进化，并可能无限期地持续下去。研究结果表明，噬菌体对控制土壤细菌群落至关重要。在深海中，存在着数量众多、种类繁多的噬菌体。如果深海噬菌体来到陆地，土壤微生物群落将被破坏。因而，需要利用土壤菌群作为一种生物模型对深海噬菌体的生物安全性进行评估。

构建一种可评估深海噬菌体生物安全性的方法的好处将是深远的，这能够使得我们尽早发现对人类生活环境可能造成威胁的噬菌体，并能针对这一深海取样点进行及时地管制，避免存在各种安全性隐患。

发明内容

本发明提供了一种利用土壤菌群作为生物模型进行深海噬菌体生物安全性评估的方法，通过16S rRNA基因测序和土壤生态功能测定予以实现。通过比较实验组与处理组的结果确定深海噬菌体是否存在生物安全性问题。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：一种利用土壤菌群评估深海噬菌体生物安全性的方法，该方法包括以下步骤：

(1)取陆地环境中的土壤样品，分为实验组和空白对照组，每组各3个重复；

(2)向实验组中加入用SM溶液(25mM Tris-HCl,200mM NaCl,20mM MgCl2,pH＝7.5)溶解的深海噬菌体，空白对照组中加入SM溶液，分别混合均匀；24h后再次分别向实验组和空白对照组中加入用SM溶液溶解的深海噬菌体和SM溶液，共处理3次；每次处理实验组和空白对照组中土壤样品与SM溶液比例为1g：20μL；