珠江河口浮游病毒多样性及其潜在的生态作用研究
发布时间：2020-12-22 12:57
本研究利用病毒的宏基因组测序技术以及Denovo鉴定技术,以珠江口为背景,研究了在盐度梯度下,病毒的组成、分布、多样性、功能及其对原核微生物与真核微、小型生物群体的调控作用,对认识和了解河口区病毒的生态作用具有重要意义。本研究的主要结果包括以下三个部分:（一）对珠江口微型及小型浮游生物群落多样性及分布研究,为后续的病毒生态作用分析做了可靠的数据准备。结果表明:（1）珠江口低盐区的原核和真核微、小型生物多样性最高,沿着盐度梯度的增加多样性逐渐下降。珠江口低盐水区的独特物种最多,随着盐度梯度的增加而下降。（2）珠江口原核微生物中,变形菌的相对丰度占绝大部分,其中α-变形菌随着盐度升高其相对丰度增加;珠江口真核微、小型生物中,圆筛藻纲（Coscinodiscophyceae）在低盐水区相对丰度占绝大部分,并且随着盐度梯度减少;而在高盐水区尾海鞘纲（Appendiculariae）占主要部分,并且随着盐度增加。（3）在珠江河口环境中,溶解氧、盐度、氨氮、叶绿素a、温度、硝酸盐、磷酸盐、亚硝酸盐是影响原核微生物的重要影响因子;而溶解氧、盐度、叶绿素a、温度、硝酸盐、磷酸盐、亚硝酸盐是影响真核微、...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
海洋中原核生物、原生生物和病毒的相对生物量及丰度[16]
工程硕士学位论文3图1.2病毒的复制循环周期[29]目前对全球海洋病毒的研究多集中在裂解和溶源方式，也证实了病毒具有很高的裂解活性，其介导的原核生物死亡率高达80%以上，且随着底部深度增加而增加[18]。相比于裂解，溶源作用也较常见，Breitbart等观察到沿海表层沉积物中以具有温和生活方式的噬菌体为主导[30]。对大陆边缘海底沉积物的研究也发现，溶源性病毒的代表性同源物从表层沉积物到深层都能检测到，这表明了溶源似乎在底栖环境中普遍存在[31]。这从侧面暗示了溶源方式在底栖病毒生活中的重要性。尽管裂解/溶源的重要性，但究竟是什么决定了裂解-溶源的转换还不清楚。一项针对底栖珊瑚礁的研究表明，宿主密度的增加伴随着裂解状态到溶源状态的转变。为此，研究者提出了KtW（Kill-the-Winner）模型的一个扩展，即“背负赢家”（Piggyback-the-Winner,PtW）理论，该理论反映了溶源病毒在高丰度宿主环境中贡献的增加，并且产生了更多的微生物和更少的病毒[32]。1.2海洋病毒多样性
珠江河口浮游病毒多样性及其潜在的生态作用研究8图1.3杀死赢家假说模型[61]（2）携带辅助代谢基因和/或作为水平基因转移载体病毒可携带辅助代谢基因（AuxilliaryMetabolicGenes，AMGs），感染宿主细胞后，重构宿主代谢途径，改变宿主的生态学功能。蓝藻病毒S-PM2基因组中存在编码光系统II中两个蛋白的编码基因psbA和psbD，感染宿主后可使宿主耐受更强的光照[62-64]。太平洋病毒宏基因组的研究发现病毒中存在编码磷酸戊糖途径、酮糖酸途径、3-羟基丙酸循环中几乎所有步骤的基因，这可能有利于宿主适应寡营养环境[65]。AMGs在海洋噬藻体中被广泛研究，包括与光合作用、碳循环、磷吸收和应激反应相关的基因[66]。对病毒群落的宏基因组分析发现，还有一些AMGs参与了运动、中心碳代谢、光系统I、能量代谢、铁硫簇、抗氧化和硫氮循环[67]。海洋病毒的存在可以作为不同物种间基因转移的媒介，从而实现遗传信息的交换。作为水平基因转移的载体，病毒参与推动宿主微生物的演化。病毒可以通过水平基因转移，从宿主获取基因（如AMGs），再通过水平基因转移，传递给其它宿主，增强宿主的环境适应能力。在更大的尺度，由于病毒携带大量基因，包括功能未知基因，因此是巨大的基因元件库，其蕴含的丰富遗传多样性对于物种进化具有重要意义，而从开发利用的角度，病毒无疑是巨大的资源宝库。噬菌体和真核藻类病毒都己经被证实能够携带、转移许多种宿主基因[68]。海洋病毒，特别是海洋噬菌体，主要通过基因转导或者溶源状态等方式，可以改变宿主细胞的表型。在溶源状态下，病毒的核酸可以整合到宿主的基因组中，导致原核宿主的表型发生改变。基因组研究表明，噬菌体中含有一些促进抗生素耐药性、毒性、宿主黏附和宿主入侵的基因，这些都属于致病基因，而病毒的?
【参考文献】：
期刊论文
[1]2014年春季珠江口营养盐的环境特征[J]. 周凤霞,陈法锦,李志阳,朱庆梅,孟亚飞,张书文. 广东海洋大学学报. 2018(03)
[2]珠江河口的浮游细菌生态学研究进展[J]. 李佳岭,牟晓真,李文均. 微生物学报. 2018(04)
[3]珠江口海域无机氮和活性磷酸盐含量的时空变化特征[J]. 黄小平,黄良民. 台湾海峡. 2002(04)
[4]珠江河口微表层营养盐和有机物的含量分布特征[J]. 朱卓洪,李飞永,陈金斯. 海洋环境科学. 1993(Z1)
本文编号：2931807
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
海洋中原核生物、原生生物和病毒的相对生物量及丰度[16]
工程硕士学位论文3图1.2病毒的复制循环周期[29]目前对全球海洋病毒的研究多集中在裂解和溶源方式，也证实了病毒具有很高的裂解活性，其介导的原核生物死亡率高达80%以上，且随着底部深度增加而增加[18]。相比于裂解，溶源作用也较常见，Breitbart等观察到沿海表层沉积物中以具有温和生活方式的噬菌体为主导[30]。对大陆边缘海底沉积物的研究也发现，溶源性病毒的代表性同源物从表层沉积物到深层都能检测到，这表明了溶源似乎在底栖环境中普遍存在[31]。这从侧面暗示了溶源方式在底栖病毒生活中的重要性。尽管裂解/溶源的重要性，但究竟是什么决定了裂解-溶源的转换还不清楚。一项针对底栖珊瑚礁的研究表明，宿主密度的增加伴随着裂解状态到溶源状态的转变。为此，研究者提出了KtW（Kill-the-Winner）模型的一个扩展，即“背负赢家”（Piggyback-the-Winner,PtW）理论，该理论反映了溶源病毒在高丰度宿主环境中贡献的增加，并且产生了更多的微生物和更少的病毒[32]。1.2海洋病毒多样性
珠江河口浮游病毒多样性及其潜在的生态作用研究8图1.3杀死赢家假说模型[61]（2）携带辅助代谢基因和/或作为水平基因转移载体病毒可携带辅助代谢基因（AuxilliaryMetabolicGenes，AMGs），感染宿主细胞后，重构宿主代谢途径，改变宿主的生态学功能。蓝藻病毒S-PM2基因组中存在编码光系统II中两个蛋白的编码基因psbA和psbD，感染宿主后可使宿主耐受更强的光照[62-64]。太平洋病毒宏基因组的研究发现病毒中存在编码磷酸戊糖途径、酮糖酸途径、3-羟基丙酸循环中几乎所有步骤的基因，这可能有利于宿主适应寡营养环境[65]。AMGs在海洋噬藻体中被广泛研究，包括与光合作用、碳循环、磷吸收和应激反应相关的基因[66]。对病毒群落的宏基因组分析发现，还有一些AMGs参与了运动、中心碳代谢、光系统I、能量代谢、铁硫簇、抗氧化和硫氮循环[67]。海洋病毒的存在可以作为不同物种间基因转移的媒介，从而实现遗传信息的交换。作为水平基因转移的载体，病毒参与推动宿主微生物的演化。病毒可以通过水平基因转移，从宿主获取基因（如AMGs），再通过水平基因转移，传递给其它宿主，增强宿主的环境适应能力。在更大的尺度，由于病毒携带大量基因，包括功能未知基因，因此是巨大的基因元件库，其蕴含的丰富遗传多样性对于物种进化具有重要意义，而从开发利用的角度，病毒无疑是巨大的资源宝库。噬菌体和真核藻类病毒都己经被证实能够携带、转移许多种宿主基因[68]。海洋病毒，特别是海洋噬菌体，主要通过基因转导或者溶源状态等方式，可以改变宿主细胞的表型。在溶源状态下，病毒的核酸可以整合到宿主的基因组中，导致原核宿主的表型发生改变。基因组研究表明，噬菌体中含有一些促进抗生素耐药性、毒性、宿主黏附和宿主入侵的基因，这些都属于致病基因，而病毒的?
【参考文献】：
期刊论文
[1]2014年春季珠江口营养盐的环境特征[J]. 周凤霞,陈法锦,李志阳,朱庆梅,孟亚飞,张书文. 广东海洋大学学报. 2018(03)
[2]珠江河口的浮游细菌生态学研究进展[J]. 李佳岭,牟晓真,李文均. 微生物学报. 2018(04)
[3]珠江口海域无机氮和活性磷酸盐含量的时空变化特征[J]. 黄小平,黄良民. 台湾海峡. 2002(04)
[4]珠江河口微表层营养盐和有机物的含量分布特征[J]. 朱卓洪,李飞永,陈金斯. 海洋环境科学. 1993(Z1)
本文编号：2931807
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