病毒是地球上数量最多的生物实体，在协同生物进化、调控土壤微生物生理代谢和群落结构、促进元素生物地球化学循环等过程中发挥着重要作用。相比水体环境，土壤的复杂性导致土壤病毒更加神秘，大量未知的遗传基因被称为基因库中的“暗物质”。

当前，关于黑土地土壤病毒的研究还十分匮乏，人们对于黑土病毒多样性特征及其生态功能的认识仍十分有限。分离技术的缺乏是目前限制病毒研究发展的主要原因之一，近年来发展起来的基因组学技术为探索病毒的奥秘提供了有效途径，特别是高通量测序法已经成为研究环境中微生物群落结构和功能分析的重要工具。由于土壤具有复杂的空间结构，并与土壤各要素（水分、养分、空气和温度等）共同形成了特有的微观异质性，为土壤病毒和其他微生物的生命活动创造了多重生态位，这些因素给土壤微生物学相关研究带来巨大的挑战。目前仅有少数宏病毒组学研究揭示了土壤中病毒群落结构。

解析东北农田黑土病毒群落结构和功能特征对作物生产和粮食安全有重要意义。因此，中国农业大学王钢教授团队以东北黑土地农田土壤病毒为研究对象，基于病毒宏基因组测序技术获得土壤病毒基因序列，并利用生物信息分析方法揭示土壤病毒多样性。同时，结合个性化分析宏病毒组基因序列、进行功能基因分析、宿主预测和单病毒基因组组装和注释。研究发现该农田土壤检测到的病毒主要归属于有尾噬菌体目（Caudovirales，59.38%）和疱疹病毒目（Herpesvirales，2.56%）等2个病毒目中的29个病毒科，其中以长尾噬菌体科（Siphoviridae）、微小噬菌体科（Microviridae）的病毒数量最多，分别占44.48%和20.53%。基因功能分析表明土壤病毒可能参与土壤中的酶催化、生物代谢（如氮化合物代谢、分解代谢、多生物代谢、细胞代谢、初级代谢、含碱基小分子代谢以及有机物代谢等）等过程。宿主预测分析揭示检测到的病毒宿主分属5个菌门中的35个菌属。本研究结果丰富了土壤病毒的基因数据库，为土壤病毒分离提供参考，并为进一步理解土壤病毒生态学意义提供数据支撑。

由于研究方法的限制，目前我们对土壤病毒的认识仍是冰山一角，未来研究会继续致力于探索东北黑土区病毒在宏观尺度上的分布特征、功能以及建立病毒基因数据库，这将有利于更好地服务于中国东北黑土地保护与保障国家粮食安全。