渤海海域浮游病毒和浮游细菌的丰度变化与环境因子之间的耦联关系

Uncovering the role of environmental factors and finding critical factors which harbor significant fractions in governing microbial communities remain key questions in coastal marine systems. To detect the interactions between environmental factors and distributions of virio-and bacterioplankton in trophic coastal areas, we used flow cytometry to investigate the abundance of virio-and bacterioplankton covering 31 stations in the Bohai Sea of China. Our results suggested that the average abundance of total virus(TV) in winter(～2.29×10~8 particles/mL)was slightly lower than in summer(～3.83×10~8 particles/mL). The mean total bacterial abundance(TB) was much lower in winter(～2.54×107 particles/mL) than in summer(～5.43×10~7 particles/mL). Correlation analysis via redundancy analysis(RDA) and network analysis among virioplankton, bacterioplankton and environmental factors revealed that the abundances of viral and bacterial subpopulations depend on environmental factors. In winter, only temperature significantly influenced the abundances of virio-and bacterioplankton. In summer, in addition to temperature, both salinity and nutrient(SiO_2) had a remarkable impact on the distribution of virioand bacterioplankton. Our results showed a clear seasonal and trophic pattern throughout the whole water system, which revealed that temperature and eutrophication may play crucial roles in microbial distribution pattern.     

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。     

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。     

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)。     

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).     

渤海春季浮游细菌分布与生态环境因子的关系

研究了 1 999年 4～ 5月渤海水体浮游细菌分布与生态环境因子的关系。结果显示 ,渤海春季表层水体浮游细菌含量与水温和溶解性有机碳呈正相关 ,相关系数分别为 0 .6 0 1 (P<0 .0 1 )和0 .4 0 6 (P<0 .0 5 ) ,并与溶解氧含量呈负相关 ,相关系数为 0 .5 1 9(P<0 .0 1 ) ;底层水体浮游细菌含量与水温、溶解性有机碳 (dissolved organic carbon,DOC)、颗粒性有机碳 (particulate organic carbon,POC)和叶绿素 a含量呈正相关 ,相关系数分别为 0 .82 0 (P<0 .0 1 ) ,0 .6 6 1 (P<0 .0 1 ) ,0 .5 31 (P<0 .0 1 )和 0 .4 42 (P<0 .0 5 ) ,并与溶解氧含量呈负相关 ,相关系数为 0 .6 5 0 (P<0 .0 1 )。表明水温和DOC、POC含量是渤海水域浮游细菌含量的主要限制因子 ,而水体中的溶解氧 (dissolved oxygen,DO)含量与浮游细菌的含量有关     

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...     

胶州湾浮游病毒的分布研究

运用荧光显微镜技术,对2007年6～8月胶州湾14个站点的浮游病毒丰度进行了检测,分析了病毒在不同月份的水平与垂直分布变化,发现胶州湾浮游病毒的丰度在0.48×107～22.78×107个/mL之间,平均值为(5.72±4.72)×107个/mL,7月份病毒丰度明显高于其他两个月(P0.01)。病毒呈现从湾内至湾口至湾外递减的趋势,病毒垂直分布变化不明显。病毒-细菌比率(VBR)范围为3.90～150.72,平均值42.05±28.55,处于较高水平。利用多元相关性分析发现,病毒丰度与异养细菌丰度、聚球藻蓝细菌丰度和叶绿素a含量相关,其相关系数r分别为0.605(P0.01),0.265(P0.01)和0.604(P0.05),确定系数R2分析表明,异养细菌和叶绿素a对浮游病毒丰度的影响基本相当。病毒丰度与温度、盐度无明显相关性。对VBR的分析表明,调查区域藻类病毒占总浮游病毒的比例较高;通过VBR与异养细菌丰度的负相关性分析,认为胶州湾噬菌体的宿主菌种群较单一。     

渤海浮游植物群落结构时空分布及其影响因素

浮游植物群落结构的时空变化对生物地球化学循环、全球气候及渔业资源具有重要的影响.本文采用ROMS-CoSiNE高分辨率数值模拟结果,分析了渤海浮游植物生物量和群落结构的时空分布特征,讨论了浮游植物群落结构时空差异的主要影响因素.结果表明,渤海表层叶绿素浓度和甲硅藻比在冬季最低、夏季最高.叶绿素浓度呈条带状分布,甲硅藻比...     

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。     

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).     

厦门沿岸自然浮游细菌种群对于病毒裂解产物的响应

模拟了厦门沿岸海区病毒裂解产物对于自然细菌群落的影响.实验过程中基于不同过滤方式收集的细菌、病毒种群和病毒裂解产物,通过室内模拟培养方式,结合流式细胞计数和总有机碳分析仪分析病毒、细菌丰度和有机碳含量等技术,研究浮游细菌在病毒裂解产物添加下的生长变化.实验结果显示,去除原生生物捕食者的浮游细菌丰度在整个培养过程中持续增加,特别是病毒裂解产物添加组中的细菌类群的增长程度明显,其丰度在5 d的培养时间内从2.76×105cells/cm3上升至1.90×106cells/cm3;而在无病毒裂解产物添加组中其丰度仅仅从3.0×105cells/cm3上升至1.39×106cells/cm3;相对于无病毒裂解产物添加组,培养周期内细菌丰度均值在病毒裂解产物添加组中的绝对增量约为3.64×105cells/cm3,这表明此研究海区的病毒裂解产物在模拟原位环境的培养体系中可快速地被环境中的其他细菌类群吸收、利用,并且在丰度上产生显著影响(p0.05).结合病毒丰度变化以及细菌细胞裂解释放量、细胞碳含量的关系估算了收集来的病毒裂解产物在培养体系中释放的碳量大约为2.12~7.67μg/(dm3·d);它被浮游细菌用于丰度增长方面的贡献大约22.47%~81.25%.此外,在培养过程中,溶解有机碳的浓度在病毒裂解产物添加组中的变化相对于无病毒裂解产物添加组缓慢,但总体上两者随时间变化逐渐减少,它们间的均值差值约为1.04μmol/dm3;结合对应的细菌丰度增量,估算出培养体系中浮游细菌碳含量大约为34.29fg/cell.上述结果揭示了厦门沿岸海域内病毒裂解产物在维持细菌群落多样性和生长繁殖方面的重要生态作用.     

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.     

渤海秋季浮游植物色素的种类及分布特征

浮游植物色素的调查研究是陆架浅海渔场生态环境调查研究的重要内容之一,本文主要介绍了1987年秋季(9月22日～28日)浮游植物色素调查研究的初步结果,通过对渤海四个断面19个测站浮游植物色素样品的分析.现共分离出11种,鉴定出的有10种.结果发现,与传统分类学所鉴定出该海域浮游植物的种类基本一致.认为生活在渤海中的浮游植物种类十分繁多,已鉴定为39属106种,其中硅藻类浮游植物点总种类的90％以上,尚有甲藻、绿藻等.这一结果为深入研究渤海生态环境及渔业资源的开发利用提供了重要资料.     

大鹏湾浮游细菌时空分布与环境因子的关系

应用荧光显微镜计数法,研究了大鹏湾海域细菌丰度时空分布特征,探讨了其与温度、溶解氧、叶绿素a、氨盐、硝酸盐和磷酸盐之间的关系.结果表明,大鹏湾全年细菌丰度介于1.40x10<'8>-24.43x10<'8>个L<'-1>之间.各季节细菌丰度高低依次为:夏季、春季、秋季、冬季.浮游细菌的水平分布呈现近岸较高、离岸逐渐减少,自大鹏湾西部湾顶向东部湾口逐渐减少的特征.除了夏季,温度与浮游细菌呈显著正相关(P<0.05),是浮游细菌的主要控制因子;溶解氧与浮游细菌全年呈显著负相关(春、夏季P<0.01,秋冬季P<0.05);叶绿素a除了春季外其他季节与浮游细菌相关性非常显著(P<0.01),是浮游细菌的主要调控因子;无机营养盐中,氨盐和磷酸盐全年与浮游细菌丰度呈高度显著正相关(P<0.01):对浮游细菌丰度具有调控作用,硝态氮在冬季对浮游细菌丰度有显著调控作用.     

青岛近海水域夏季和冬季浮游病毒丰度的分析

利用荧光显微技术(Epifluorescence microscopy,EFM)对青岛近海海域浮游病毒丰度进行了调查,研究了浮游病毒在季节变化、空间变化和昼夜变化的特征,并分析了浮游病毒丰度(Virus Direct Count,VDC)与环境因子的相关性.结果表明,夏季该水域VDC的变化范围为1.21×10 6个/ml-1.54×10 7个/ml,平均值为6.16×10 6个/ml;冬季VDC变化范围为3.45×10 5个/ml-2.60×10 6/ml,平均值为1.45x 10 6个/ml.夏季VDC是冬季的4.25倍,夏季VDC显著高于冬季(P=0.000).水平分布方面,夏季表层、10m和潜水体VDC大致显现出由胶州湾及湾口附近向东西两侧逐渐降低的趋势,胶州湾站位VDC明显高于其他站位(P<0.05);冬季表层、10m和潜水体VDC的水平分布特点为胶州湾、鳌山湾、崂山海域、胶南海域和日照海域为VDC较高区域,崂山以东海域为VDC较低区域.垂直分布方面,夏、冬两季各站位表层VDC都明显高于底层和10m层及潜水体(P<0.05).对胶州湾中部连续站QD09两层VDC昼夜变化的观测发现,夏、冬两季表层和10m层VDC昼夜都有明显波动.夏季两水层VDC变化趋势一致,最高值均在夜间,最低值均在18:00,最高值都约为最低值的3倍;冬季两水层VDC变化趋势没有明显的一致性,VDC最高值是最低值的2倍.对夏、冬两季VDC与Chl-a、水温、盐度、浊度、溶氧浓度之间进行Pearson相关性分析表明,夏季VDC仅与Chl-a呈显著正相关(P<0.01)冬季VDC与水温呈显著的正相关性(P<0.01),与Chl-a、盐度、浊度、溶氧浓度之间呈显著的负相关性(分别为P<0.01).     

渤海叶绿素a的时空分布及其影响因素

本文结合2019年四个季节渤海叶绿素a浓度的现场观测数据和卫星遥感资料,系统分析了渤海叶绿素a的时空分布规律及其影响因素。调查结果显示,2019年渤海春、夏、秋、冬季节叶绿素a浓度范围分别为0.4～6.8、0.5～14.9、0.2～6.5和0.4～0.9μg/L,平均浓度分别为(1.6±1.2)、(3.0±4.2)、(1.0±0.8)和(0.6±0.2)μg/L,叶绿素a浓度的季节分布规律为夏季>春季>秋季>冬季。四个季节近岸叶绿素a浓度明显高于远岸;夏季层化现象明显,表层叶绿素a浓度明显高于中、底层,春、秋、冬季节垂直混合均匀。冬季温度是浮游植物生长的主要影响因素,夏、秋季节浮游植物生长受沿岸河流营养盐输入影响显著,尤其是夏季,受黄河水沙调控影响,黄河月径流量峰值由以往的秋季提前至夏季,使得夏季营养盐得以补充,进而导致叶绿素a浓度显著增加,渤海叶绿素a峰值发生的季节总体上由以往的春、秋季转变为春、夏季。研究结果揭示了渤海叶绿素a的时空变化特征,为深入认识渤海生态系统的结构和功能提供了数据基础。     

台湾海峡西部海域浮游软体动物的分布

本文研究了台湾海峡西部海域浮游软体动物的种类组成、数量分布、季节变化及其与环境因子的关系。     

象山港2013年夏季浮游细菌群落的时空分布特征

港湾水域生态系统易受到人类活动的影响,而浮游细菌是维持海洋生态系统平衡和稳定的重要组成部分,其分布模式和动态变化可以反映人为活动对港湾生态系统的影响程度。本研究以宁波象山港这一受人类活动影响较大的代表性港湾为对象,研究了其夏季表层浮游细菌群落的空间分布特征及影响因子。结果表明,象山港各海区的浮游细菌α-多样性及均匀度总体上无显著差异。浮游细菌群落结构基本按海区聚类,海区间浮游细菌群落结构差异显著;分析相隔15天的两个航次的样品后发现,每个海区的浮游细菌群落结构均呈明显的时间演替。盐度、温度及营养盐是影响浮游细菌群落结构的主要环境因子。四个分别来自聚球藻属（Synechococcus）、OCS155、SAR11及α-变形菌纲的可操作分类单元（operational taxonomic units,OTUs）是造成海区间细菌群落差异的主要贡献类群。部分海区中,两个航次的样品存在相似功能潜力的标志性类群,可能是浮游细菌对海区水质长期响应的结果。本研究初步揭示了象山港夏季表层浮游细菌群落分布及其对港湾环境变化的响应模式,为评估港湾环境扰动的微生态效应提供了基础数据。