深部生物圈中的病毒

摘要

作为海洋生态系统中数量最多的生物类群,海洋病毒在调控海洋水体和表层沉积物微生物群落结构、影响宿主多样性和驱动海洋生物地球化学循环等方面发挥着巨大的作用.目前研究表明,病毒在营养缺乏的海底深部生物圈中可能扮演着比上层海水环境中更为重要的角色.本研究借助国际大洋钻探计划IODP347航次，以波罗的海沉积物为研究对象，通过考察沉积物垂直剖面上病毒的丰度、形态、裂解性和溶源性生产力以及T4类噬菌体的多样性，研究深部生物圈中病毒的分布、活性、生存策略、多样性等生态特性及其与环境因子的相互关系。研究结果显示，波罗的海沉积物中病毒丰度较高，变化值在2.07×108-1.83×1010cm-3之间，病毒种群大小与原核生物丰度及沉积物营养状态显著相关。裂解性病毒生产力为3.27×107-7.57×108cm-3h-1，溶源性病毒生产力占总病毒生产力的5.83-33.20%。在沉积物中除了观察到多种典型的有尾噬菌体形态结构外，还检测到丝状、杆状、纺锤状等水体环境中所不常见的病毒类群颗粒。同时，沉积物中T4类噬菌体主要分为海洋类群、土壤类群、淡水类群和未知类群。研究表明，深部生物圈中病毒丰富多样且具有较高的活性，病毒裂解作用对维持深部生物圈中微生物活动和种群大小以及深部生物圈的生物地球化学循环具有重要贡献。