根瘤菌感染性丝状噬菌体B1VFA与V1VFA-S的基因组特征及其噬菌体-质粒共存机制研究

来自加拿大的研究人员针对根瘤菌噬菌体多样性匮乏的问题，开展了针对Rhizobium leguminosarum的丝状噬菌体B1VFA和V1VFA-S的分离与基因组研究。研究发现这两种噬菌体均携带质粒维持基因（parA、parB、repC），具有直接末端重复序列（DTR）结构，并可能以原噬菌体-质粒形式存在，拓展了根瘤菌噬菌体的分类认知，为噬菌体-质粒进化研究提供新范式。

　　

研究人员从加拿大农业土壤中分离出两种感染根瘤菌（Rhizobium leguminosarum）的丝状噬菌体（siphophage）B1VFA与V1VFA-S，并通过全基因组测序揭示其独特生物学特征。这两种噬菌体基因组大小分别为122,345 bp和118,231 bp，GC含量约59.4%，略低于宿主菌株。

通过Illumina MiSeq平台测序与Unicycler、Geneious等软件组装，发现两者均具有直接末端重复（Direct Terminal Repeats, DTR）结构，长度分别为3,605 bp和3,939 bp。基因注释（RAST服务器）与功能分析（BLASTp、NCBI-CDD）显示，它们编码160和158个蛋白质编码基因，并含有2–3个tRNA基因。

最显著的特征是两者均携带质粒维持相关基因，包括parA、parB、repC以及一个推测的DNA结合调控蛋白。这些基因通常与质粒的分割和复制相关，表明B1VFA与V1VFA-S可能以“原噬菌体-质粒”（prophage-plasmid）形式存在，即在溶原状态下以质粒方式复制并维持于宿主细胞内。

系统发育分析显示，两者与已知序列相似性最高的仅为R. beringeri质粒pRlX6（登录号CP140813.1）和根瘤菌噬菌体RHph_X66（MW960030.1），核苷酸同源性93%–94.5%，提示它们可能代表一个新的丝状噬菌体演化分支。

透射电镜（TEM）图像确认其具有典型丝状噬菌体形态，头部与尾部结构清晰。基因组圈图显示结构蛋白（红色）、复制修复相关蛋白（亮绿色）、核苷酸代谢蛋白（浅蓝色）、转录相关蛋白（黑色）和假设蛋白（黄色）的分布模式高度相似。

该研究不仅扩充了根瘤菌噬菌体的资源库，也为理解噬菌体与质粒在进化过程中的基因交流提供了新的模型系统。