土壤微生物學(xué)是地球科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)和生命科學(xué)的交叉學(xué)科前沿和熱點(diǎn)。未來土壤病毒領(lǐng)域的研究將會(huì)是土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)、微生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)、信息學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科和多尺度交叉的結(jié)果。由于土壤自身的復(fù)雜特性以及其動(dòng)態(tài)變化特征，人們對(duì)土壤中病毒類型、豐度、分布特征與功能、生態(tài)環(huán)境效應(yīng)、病毒-宿主微生物互作過程及作用機(jī)理仍知之甚少，相關(guān)研究一直是微生物學(xué)研究領(lǐng)域的薄弱環(huán)節(jié)，也是當(dāng)前微生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿。
基于此，未來研究可能需要更多地集中于土壤病毒分離純化研究、土壤病毒多樣性及生態(tài)學(xué)效應(yīng)研究、土壤病毒遷移傳播機(jī)制研究、土壤病毒-宿主互作機(jī)制研究和土壤病毒應(yīng)用研究5個(gè)方面。
(1)土壤病毒分離純化研究：不斷優(yōu)化提取、分離并純化土壤病毒方法，并開展土壤病毒(包括烈性噬菌體和溫和噬菌體等)的生物學(xué)特性鑒定研究，建立完善的病毒資源信息庫，是研究土壤病毒的基礎(chǔ)，可以促進(jìn)我們對(duì)土壤病毒有充分認(rèn)知及了解，目前將噬菌體作為指示病毒的研究和應(yīng)用也因此受到大量關(guān)注。
(2)土壤病毒多樣性及生態(tài)學(xué)效應(yīng)研究：通過高通量組學(xué)技術(shù)及宏基因組、宏轉(zhuǎn)錄組、宏蛋白質(zhì)組、宏代謝組等先進(jìn)分子生物學(xué)技術(shù)，獲取土壤病毒完整基因組信息，深入探究不同土壤類型中土壤病毒的分布特征、多樣性、基因組結(jié)構(gòu)、組成及變異、基因功能、基因演化以及宿主特性、侵染宿主范圍等，以期進(jìn)一步揭示土壤病毒在生態(tài)系統(tǒng)中的作用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡的維護(hù)提供一定科學(xué)依據(jù)。
(3)土壤病毒遷移傳播機(jī)制研究：土壤特有的微觀孔隙特征和水分分布的異質(zhì)性及動(dòng)態(tài)變化特性定義了微生物特殊的微生境條件，因此，從孔隙結(jié)構(gòu)特征和個(gè)體細(xì)胞等微觀尺度及區(qū)域、全國甚至全球等宏觀尺度上剖析土壤病毒活動(dòng)軌跡及病毒在土壤中遷移傳播的時(shí)空模式，是深入了解土壤病毒生命形態(tài)及生態(tài)過程的關(guān)鍵。
(4)土壤病毒-宿主互作機(jī)制研究：通過細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)和生物物理學(xué)等方面技術(shù)，深入了解土壤病毒的生命周期、侵染能力和致病性等重要特征，揭示土壤病毒與宿主之間的相互作用方式和信號(hào)傳遞途徑及其對(duì)土壤養(yǎng)分循環(huán)等復(fù)雜過程的作用機(jī)制，了解土壤病毒的侵染機(jī)制和宿主耐受機(jī)制，從生物進(jìn)化的角度加深對(duì)土壤病毒的了解。值得注意的是，利用土壤病毒生物地球化學(xué)互作過程計(jì)算機(jī)仿真模型，一定程度上可以從機(jī)理層面探究土壤病毒和宿主微生物在動(dòng)態(tài)變化環(huán)境系統(tǒng)中的生命軌跡過程以及環(huán)境因子對(duì)微生物個(gè)體能動(dòng)性、種群擴(kuò)張和互作的影響機(jī)制，對(duì)深入探究土壤病毒-微生物種群互作過程以及微生物多樣性維持機(jī)制具有重要推動(dòng)作用。
(5)土壤病毒應(yīng)用研究：結(jié)合基礎(chǔ)研究的理論積累，通過從分子、細(xì)胞、菌落和環(huán)境生境等不同尺度明確土壤病毒的生理生態(tài)學(xué)特征以及其與其他生命形態(tài)和在不同界面間的互作模式與響應(yīng)機(jī)制，提升對(duì)土壤病毒存在機(jī)制與生態(tài)功能的認(rèn)知，構(gòu)建土壤病毒的生物地球化學(xué)過程模式，以對(duì)土壤病毒及宿主微生物進(jìn)行合理利用與調(diào)控。通過生物工程、生物防治和環(huán)境工程等技術(shù)，開發(fā)新型的針對(duì)不同病原菌的土壤病毒生物制劑，并大量開展長期培養(yǎng)、盆栽或大田試驗(yàn)，探究利用土壤病毒(如噬菌體)來靶向調(diào)控細(xì)菌、真菌及古菌等宿主微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)進(jìn)而達(dá)到控制土壤中的有害生物和污染源、保障生態(tài)環(huán)境安全這一目標(biāo)的可行性和安全性，提高土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力，充分發(fā)揮噬菌體療法在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用價(jià)值。
相關(guān)新聞推薦
4、轉(zhuǎn)錄組技術(shù)分析產(chǎn)紫籃狀菌抑制尖鐮孢菌生長的作用機(jī)制——討論與結(jié)論