浮游病毒是海洋生态系统中数量最为庞大的生物体,在生物地球化学循环中起着重要作用,可以影响微食物环中的C、N流,调节水体中微生物群落结构,介导微生物之间的基因转移。粤东近海海域受到闽浙沿岸水、粤东沿岸水、南海水和黑潮支梢(台湾暖流)的交错影响,有着特殊的地理位置和独特的海洋生态系统。本课题拟以粤东近海海域为目标,在调查粤东近海海洋环境主要的浮游细菌种类与变化的基础上,研究近海海洋环境内浮游病毒(包括噬菌体)的流行情况和丰度变化。采用宏基因组技术和统计分析对病毒基因组及功能基因进行研究,阐明病毒的多样性与其环境因子和宿主变化的关系;探讨该海域海洋环境中浮游细菌与噬菌体的对应关系,分析可能存在的细菌-噬菌体相互作用体系,为进一步利用浮游病毒进行海洋环境监测与修复、利用噬菌体进行海水病原菌的生物防控奠定基础。
Virioplankton;heterotrophic bacteria;environmental factors;cynophage;g20
浮游病毒是是水体微生物群落的重要组成部分。它在生物地球化学循环、群落结构及多样性变化、宿主多样性以及赤潮发生,调控海洋生物生产量和碳氮循环方面起到了非常重要的作用。南海中北部海域夏季各站点浮游病毒丰度为1.96×104个/mL~3.01×107 个/mL(均值5.46×106 个/mL)。异养细菌丰度为1.05×104 个/mL~5.49×105 个/mL(均值2.01×105 个/mL)。水平分布上,夏季浮游病毒丰度由粤东近海海域往东南方向呈逐渐递减的趋势。垂直分布上,浮游病毒丰度在夏季上表层水体显著高于中部及底部水体,各层水体丰度之间呈显著差异(P<0.01)。相关性分析显示,浮游病毒丰度与异养细菌、微微型浮游植物、VBR均呈显著正相关(P<0.05)。当温度小于20℃时,浮游病毒丰度与温度变化呈显著正相关,与盐度和深度变化呈显著负相关。表明南海海域的浮游病毒的分布与异养细菌、微微型浮游植物及外界环境因子有着紧密的联系。另外浮游病毒丰度与异养细菌和VBR显著正相关,这表明南海中北部及粤东近海海域浮游病毒主要来源是异养细菌的裂解释放。 项目检测了粤东近海的浮游病毒多样性及其与环境因子的关系。在粤东某淡水水库、汕头港、牛田洋水产养殖水域、南港四个站点分别分离到6、19、15、21个OUTs (operational taxonomic units)。表明在不同海域病毒组成具有显著性的差异。对所得到的序列系统发育分析,粤东各海域的肌尾科病毒可以分为8个簇群。其中一簇未能与其它的噬藻体序列聚类,可能是一种新型噬藻体。 项目运用FCM技术分析探讨了汕头近海浮游病毒和异养细菌丰度的昼夜变化趋势,结果显示,浮游病毒和异养细菌丰度一直处于动态变化中,二者昼夜变化之间是显著正相关关系,即浮游病毒丰度随着异养细菌丰度的变化而呈现规律性变化。对汕头近海海域噬藻体多样性初步研究显示,汕头近海的三个站位共获得了18个OTUs。多序列比对结果显示,18个OUTs在氨基酸水平的相似性为59.4%-98.8%,有两个保守区域CV-1和CV-2及一个可变区域VR-1。结果均表明汕头近海海域噬藻体的多样性丰富。