科技日報訊 （記者馬愛平）7月22日，記者從中國農業大學獲悉，該校土地科學與技術學院教授王鋼帶領的土壤與水生態系統生物物理研究組和瑞士聯邦水科學與技術研究所研究員大衛·約翰遜課題組通過多年聯合研究，在噬菌體—細菌互作機制及功能群落演化研究領域取得重要進展，為理解抗生素抗性基因在自然環境中的傳播機制提供了理論支撐。研究成果日前發表于《自然·通訊》。

噬菌體作為微生物生態系統不可或缺的基石，深刻地影響著人類健康、地球元素循環以及生態系統演化與功能。通過其獨特的生命周期，噬菌體能夠精確調控微生物的豐度、多樣性以及噬菌體和微生物之間的復雜關系，進而塑造穩定的生態系統群落結構與功能。

“噬菌體往往與宿主群落形成一種微妙的共存狀態。長久以來，人們普遍認為，噬菌體的捕食行為會導致微生物數量減少。這一傳統觀念忽視了噬菌體捕食行為對微生物種群空間布局和動態變化的深遠影響。”王鋼告訴記者，事實上，噬菌體不僅通過裂解宿主細胞直接影響微生物的數量，更可能通過重塑微生物群落的空間結構，間接促進或抑制抗生素抗性基因擴散。

深入探究噬菌體在微生物生態系統中的多重角色，特別是它們如何影響微生物的空間分布格局與抗生素抗性基因的擴散，對進一步理解生態系統動態平衡、優化感染性疾病防控策略具有重要價值。

研究人員采用兩種大腸桿菌菌株作為模型系統，通過實驗證明了噬菌體捕食在微生物生長過程中并沒有減少微生物數量，而且通過減緩菌株間的空間分離，促進了細胞間的緊密接觸。這種緊密接觸直接提升了接合作用介導的質粒轉移效率，使得抗生素抗性基因得以在微生物群落中更廣泛地傳播。