浮游病毒遗传多样性的研究进展

浮游病毒是指游离在水体中的各类病毒,被认为是水体微生物群落中的重要成分.浮游病毒在微食物环、生物地球化学循环、群落结构及多样性等方面起着重要作用.浮游病毒的遗传多样性极其丰富,如何对其进行检测和分析是近几年国际上的研究热点.本文综述了浮游病毒主要类群藻病毒、噬藻体和噬菌体的遗传多样性;分析了宿主、水层、季节等对浮游病毒遗传多样性的影响;介绍了浮游病毒遗传多样性研究中常用的DNA聚合酶基因、结构蛋白基因等靶标基因及PFGE、RFLP、DGGE、DNA微阵列和宏基因组等分子生物学分析技术.     

冬季和春季长江口及其近海水域浮游病毒丰度的分析

采用荧光显微技术,对2006年长江口及近海水域20个站点的表层及10m层或潜水体冬、春两季的浮游病毒丰度进行了检测,对浮游病毒丰度在季节（冬、春两季）、水平分布和垂直分布上的变化进行了探讨.调查区浮游病毒丰度在冬、春季节上并无明显差异,但在水平分布上存在很大差异,河口区浮游病毒直接检测量（Virus Direct Count, VDC）达到10^7个/ml,近海水域VDC为10^6个/ml,河口区的浮游病毒丰度都明显高于近海水域病毒丰度 （P＜0.01）.在垂直分布上,冬、春两季长江口水域水深小于10m的站位,表层浮游病毒丰度与底层病毒丰度无明显差别,水深大于10m的站位,表层水样的浮游病毒丰度都高于10m水层病毒丰度,说明长江口浮游病毒的垂直分布与站位总水深有关.还通过比较各站点VDC与叶绿素a含量的数据,分析了二者之间的相关性：冬季浮游病毒丰度与叶绿素a含量成正相关性;春季浮游病毒丰度与叶绿素a含量成负相关性,但病毒丰度受叶绿素a含量的影响仅为10%-11%.     

渤海浮游病毒的时空分布

利用流式细胞仪对渤海浮游病毒的丰度分布进行了研究。结果表明, 浮游病毒丰度在6.40 ×105—3.59 × 107个/mL之间。辽东湾断面, 浮游病毒丰度春季在西部海域较高, 夏季在中部海域较高, 秋、冬季在东、西部海域均较高; 渤海湾断面, 4 季丰度均在中部海域出现高值区; 莱州湾断面, 夏、秋、冬季均在东部海域出现丰度高值区; 渤海海峡断面, 春、秋、冬季于海峡中部海域丰度较高。垂直分布上, 表层和底层水体浮游病毒丰度在夏季差异性显著, 在其它季节无显著差异。夏季浮游病 毒丰度显著高于其它季节。夏季, 连续站浮游病毒丰度昼夜波动幅度较大, 冬季较平缓。相关性分析表明, 浮游病毒丰度在春、夏、秋季均与温度显著正相关; 夏季与异养细菌丰度、微微型真核浮游植物丰度显著正相关; 秋季与微微型浮游植物丰度显著正相关; 冬季仅与异养细菌丰度显著正相关。     

东海、黄海浮游病毒及异养细菌的分布研究

采用流式细胞仪对2009年春季东海、黄海浮游病毒和异养细菌的丰度进行了大尺度(119.5°—129°E, 25°—39°N)研究, 并分析了浮游病毒丰度、异养细菌丰度以及其与环境因子之间的相关性。结果表明, 研究海域浮游病毒、异养细菌的丰度范围分别为3.38×105—2.26×107个/mL(平均6.24×106个/mL)、5.83×103—1.23×106个/mL(平均1.22×105个/mL)。在水平分布上, 浮游病毒与异养细菌的变化趋势基本一致, 且均在山东半岛周边养殖海域、浙江东南沿海养殖区及舟山渔场北部形成明显的高值区; 黄海浮游病毒与异养细菌的丰度平均值均高于东海。在垂直分布上, 东海浮游病毒与异养细菌丰度值随水深呈明显下降趋势, 表层丰度值与30m以下各层差异显著(P<0.05); 在黄海, 二者丰度随水深降低趋势不明显。Pearson相关性分析显示: 调查海域浮游病毒丰度与异养细菌丰度显著正相关(r =0.288, P<0.01), 浮游病毒丰度与温度显著负相关(r = -0.243, P<0.05), 异养细菌丰度与盐度显著负相关(r = -0.245, P<0.05)。     

三亚海域浮游病毒与细菌丰度的时空变化规律以及相关环境因子*

在三亚海域设置3个站位, 分别于各站位连续采集12个月表层水样。利用流式细胞仪进行浮游病毒及浮游细菌丰度的测定, 并对两者及其与环境因子之间的相关性进行研究, 同时对不同站位之间进行差异性分析。结果表明, 调查海域浮游病毒丰度(平均7.63×10⁶viruses·mL^-1)高于浮游细菌丰度(平均1.52×10⁶cells·mL^-1)。浮游病毒及浮游细菌丰度在三亚河口最高, 且有明显的季节变化, 冬春季高于夏秋季, 并且其与鹿回头半岛西侧、小东海之间均有极显著差异(P<0.01), 不同类群病毒代表的宿主类群也有所不同。调查海域总体水平浮游病毒丰度与浮游细菌丰度显著正相关(r=0.800, P<0.01); 叶绿素(Chl a)和氮盐(NO- 2、NO- 2+NO- 3、NH+ 4)是影响两者的关键因子。     

马里亚纳海沟浮游病毒垂直分布及动态变化

为探究马里亚纳海沟浮游病毒生态特征的垂直变化规律,本研究于2015年12月采集马里纳亚海沟表层到8727m共六层水样,对浮游病毒丰度,浮游细菌丰度,微微型浮游植物丰度以及裂解性浮游病毒生产力进行了分析。流式细胞技术分析结果表明,马里亚纳海沟各层浮游病毒丰度范围为1.27×105—1.93×106VLP/mL,其中表层丰度最高,随后逐渐降低,最低值出现在3699m处。而在深渊海沟区域内病毒丰度略有上升,最深处8727m病毒丰度为2.85×105VLP/mL。马里亚纳海沟裂解性浮游病毒生产力变化范围为2.86×104—4.21×105VLP/(mL·h),其垂直分布呈现出与浮游病毒丰度相似的趋势,生产力最高值出现在表层,随后在相对较低的水平变动,而在深渊海沟区域内随深度略微上升, 8727m处生产力为4.08×104VLP/(mL·h)。同时本文根据假定的研究区域浮游病毒平均裂解量及宿主平均有机物质含量计算出病毒导致的细菌死亡率(VMM)以及相应的有机碳和有机氮释放量,其中VMM变化范围为1.59×103—2.34×104cells/(mL·h),8727m处VMM为2.27×103cells/(mL·h)。而每小时病毒导致的细菌死亡数在总细菌数量中占比在8727m处最低,为4.6%,这表明浮游病毒在深海环境中的侵染活性相对较低,可能由于极端环境下浮游病毒多以溶源状态存在。在深渊海沟内部观察到相对较高的浮游病毒丰度以及相对较低的病毒生产力水平,表明该水域浮游病毒死亡率较低,这或许与海沟内温度极低且环境相对隔离有关。各层浮游病毒丰度及生产力与环境因子间相关性分析结果表明,浮游病毒丰度和生产力均与浮游细菌丰度表现出较高的正相关关系(P0.05),同时病毒生产力也表现出与温度的显著正相关性,表明浮游病毒的活跃程度主要依赖于宿主细胞的浓度以及海水温度。     

大型浅水湖泊太湖中浮游病毒的时空分布特征及其与环境因子的相关性分析

为揭示太湖水体中浮游病毒的分布规律,了解其在微食物环中的生态功能,2013年9月至2014年5月间,采用SYBR Green I荧光显微计数法,研究了太湖水体中浮游病毒的时空分布特征,并探讨了影响水体中病毒丰度的主要环境因子。结果表明:(1)太湖水体中浮游病毒的丰度具有显著的空间差异,网围养殖区的病毒丰度较高,为(3.52±0.28)×107 ind./m L,敞水区的病毒丰度较低,为(4.06±0.90)×106 ind./m L;(2)浮游病毒的丰度也具有显著的时间差异,秋季浮游病毒的丰度为(2.83±0.74)×107ind./m L,显著大于春季(3.11±0.67)×106ind./m L;(3)太湖水体中浮游病毒的丰度与叶绿素a浓度之间具有显著的正相关性,但与异养细菌丰度间的相关性不显著,表明太湖水体浮游病毒以浮游藻类病毒为主。     

夏季长江口浮游细菌和浮游病毒的分布特征及环境制约因素

应用荧光显微直接计数法,研究了2006年夏季长江口及邻近海域浮游细菌、浮游病毒数量的分布特征,探讨了它们与环境因子之间的关系.结果表明:(1)浮游细菌数量为(6.92×105～5.54×106)个/mL,浮游病毒数量为(2.22×106～9.97×107)个/mL.浮游细菌和浮游病毒数量的平面分布特征较一致,均为近海过...     

南黄海秋季浮游病毒丰度分布及其与宿主和环境因子的相关性研究

利用流式细胞仪对南黄海秋季浮游病毒丰度在水平分布和垂直分布上的特征进行了研究,并分析了浮游病毒丰度与异养细菌、微微型浮游植物等宿主丰度以及环境因子的相关性.结果表明,该海区秋季浮游病毒丰度在(2.22×106)-(1.60× 107)ind/ml之间,平均值8.32×106ind/ml.病毒丰度在调查海域的东北和中南部海域出现高值区,在西南部出现低值区,且浮游病毒丰度与异养细菌丰度的平面分布趋势较一致.在表层、中层和底层水体,浮游病毒丰度平均值分别为8.63×106、7.83×106、8.49×106ind/ml,表层和底层丰度无显著差异,但均高于中层(P＜0.05).相关性分析表明,浮游病毒丰度与异养细菌丰度、VBR呈显著正相关(P＜0.01),与微微型真核浮游植物丰度呈显著负相关(P＜0.05),与聚球藻、水深、水温、盐度、溶氧、叶绿素a浓度无明显相关性(P＞0.05).     

运用荧光显微技术分析北黄海夏季浮游病毒的分布

运用荧光显微技术(Epifluorescence Microscopy,EFM),对2006年夏季北黄海水域31个站点的病毒丰度进行了检测,对浮游病毒丰度在水平分布,垂直分布和昼夜变化上进行了探讨.北黄海水域浮游病毒直接检测量(Virus Direct Count,VDC)为(1.58×106～1.38×107)/mL,平均为5.86×106/mL.在水平分布上,表层、30 m和底层水在辽东半岛头部附近出现了病毒较高区域,近海水域的病毒丰度较中部水域高(P＜0.05).在垂直分布上,表层浮游病毒丰度高于30 m水层和底层(P＜0.05).在昼夜变化上,表层水体中浮游病毒量有明显的变化,10 m水层和30 m水层的病毒丰度昼夜变化较明显,底层病毒丰度昼夜趋势平缓.利用多元相关分析可知,北黄海夏季浮游病毒丰度与站位总水深(P＜0.01)和盐度(P＜0.05)成一定的负相关性,与温度无明显相关性(P＞0.05).