病毒是地球上豐度最高的“生物”類群,它們廣泛地存在于所有已知的生境中。海洋生態(tài)系統(tǒng)中病毒的豐度大約是海洋原核生物的10倍。因其巨大的豐度和基因多樣性,病毒在海洋生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著非常重要的調(diào)控作用。本文從淺海（紅樹(shù)林）和深海（海山）兩個(gè)生境入手,針對(duì)未培養(yǎng)病毒（利用宏基因組測(cè)序的分析方法）及可培養(yǎng)病毒（利用噬菌體分離培養(yǎng)的分析方法）兩方面進(jìn)行海洋病毒多樣性、地理分布及其潛在生態(tài)功能的研究。（1）紅樹(shù)林是地球上生產(chǎn)力最高的生態(tài)系統(tǒng)之一,發(fā)揮重要的生態(tài)功能。作為碳儲(chǔ)存量最豐富的生物群落,紅樹(shù)林占陸地向海洋輸入碳總量的11%。之前的研究主要側(cè)重于紅樹(shù)林中的動(dòng)物群落、植物群落和細(xì)菌群落,對(duì)紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)中病毒的群落結(jié)構(gòu)、遺傳多樣性及其發(fā)揮的生態(tài)作用知之甚少。本研究從三種不同紅樹(shù)林生境（即海灣、河流和港口）沉積物樣品中分離純化病毒粒子,并利用病毒宏基因組學(xué)的方法對(duì)病毒DNA進(jìn)行了深入的測(cè)序和分析。比對(duì)結(jié)果顯示,紅樹(shù)林沉積物病毒在很大程度上是未知的。主要病毒類群的系統(tǒng)發(fā)育分析顯示,不同生境紅樹(shù)林病毒序列具有廣泛的多樣性并出現(xiàn)了以前未知的病毒分支,這表明不同區(qū)域紅樹(shù)林病毒可能具有共同的遺傳特征。病毒基... 

【文章來(lái)源】：自然資源部第三海洋研究所福建省

【文章頁(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

病毒分類建議概述Fig.1.1Summaryoftheproposedvirustaxonomy

第一章前言5地適應(yīng)環(huán)境[40]。其次，病毒裂解宿主時(shí)病毒基因組可能會(huì)攜帶部分宿主基因，再感染新的宿主就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象；在裂解過(guò)程中還會(huì)釋放出大量宿主基因片段，其他宿主會(huì)從周圍介質(zhì)中吸收這些基因片段，這就是細(xì)菌間進(jìn)行遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移的另一種常見(jiàn)形式——轉(zhuǎn)化[41]。病毒通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移不僅能提高宿主多樣性，還會(huì)影響宿主的進(jìn)化過(guò)程。最后，在病毒和細(xì)菌長(zhǎng)期相互作用的過(guò)程中，為了抵抗病毒的侵染，細(xì)菌往往會(huì)發(fā)生抗性突變，所以病毒能夠影響甚至改變細(xì)菌的進(jìn)化過(guò)程和方向[42]。更有趣的是，研究發(fā)現(xiàn)這些抗性突變菌株能夠和野生型菌株和平共存[43]，這種現(xiàn)象也進(jìn)一步證明病毒能夠提高微生物群落的多樣性。Koskella等人指出，研究細(xì)菌和感染細(xì)菌的噬菌體的相互作用過(guò)程及其進(jìn)化方向，對(duì)于理解微生物多樣性、微生物群落結(jié)構(gòu)及其發(fā)揮的生態(tài)系統(tǒng)功能至關(guān)重要[44]。1.1.3.3影響食物鏈物質(zhì)流向，參與物質(zhì)和能量循環(huán)病毒能夠裂解宿主釋放胞內(nèi)有機(jī)物，促進(jìn)顆粒有機(jī)物（POM）向可溶性有機(jī)物（DOM）轉(zhuǎn)變，影響微食物環(huán)的碳流、氮流和磷流[45]。研究發(fā)現(xiàn)，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，病毒裂解產(chǎn)生的DOM能夠被異養(yǎng)原核生物利用，這一過(guò)程將降低海洋食物鏈中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量流向到更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的效率（如圖1.2[10]），最終影響到全球生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量循環(huán)。圖1.2病毒是生物地球化學(xué)循環(huán)的催化劑Fig.1.2Virusesarecatalystsforbiogeochemicalcycling資料來(lái)源：SuttleCA.Virusesinthesea.Nature,2005.

第一章前言6研究指出，全球底棲病毒每年裂解釋放的有機(jī)碳約為3.7-5.0×107噸，是深海生態(tài)系統(tǒng)中不穩(wěn)定有機(jī)物的重要來(lái)源[46]。據(jù)估計(jì)，在深度大于1000m時(shí)，海洋病毒裂解釋放出的有機(jī)物分別相當(dāng)于有機(jī)碳、氮、磷通量的3±1%、6±2%和12±3%[46]。這表明，病毒在深海生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。1.1.3.4調(diào)控宿主代謝活性，影響全球生物地球化學(xué)循環(huán)微生物驅(qū)動(dòng)著全球生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程，而病毒可以通過(guò)編碼輔助代謝基因（Auxiliarymetabolicgenes,AMGs）調(diào)控微生物的代謝活性，從而影響微生物驅(qū)動(dòng)的生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程。病毒需要依賴宿主的代謝過(guò)程，為其復(fù)制和增殖提供必要的DNA、蛋白、脂類等組分。所以病毒往往會(huì)通過(guò)編碼AMGs對(duì)宿主的代謝進(jìn)行精細(xì)操控，為自身復(fù)制和增殖提供所需的能量以及分子組分[47,48]。圖1.3病毒對(duì)宿主的代謝調(diào)控機(jī)制Fig.1.3Regulationmechanismofvirusonhostmetabolism資料來(lái)源：Rosenwasser,etal.Virocellmetabolism:metabolicinnovationsduringhost-virusinteractionsintheocean.TrendsinMicrobiology,2016.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]紅樹(shù)林 中國(guó)海岸的“兩棲植物”[J]. 廖寶文.  森林與人類. 2019(03)
[2]中國(guó)紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)空缺分析[J]. 盧元平,徐衛(wèi)華,張志明,張路,謝世林,張晶晶,范馨悅,歐陽(yáng)志云.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]大洋里的“山脈”[J]. 陳雨.  知識(shí)就是力量. 2018(07)
[4]大洋海山及其生態(tài)環(huán)境特征研究進(jìn)展[J]. 馬駿,宋金明,李學(xué)剛,李寧,王啟棟.  海洋科學(xué). 2018(06)
[5]中國(guó)紅樹(shù)林保育的若干重要問(wèn)題[J]. 范航清,王文卿.  廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[6]海山微生物多樣性研究進(jìn)展[J]. 劉杰,孫雅雯,郭昱東,張德超.  海洋科學(xué). 2017(01)
[7]海南紅樹(shù)林植物資源現(xiàn)狀及其保護(hù)策略[J]. 辛欣,宋希強(qiáng),雷金睿,方贊山,孟千萬(wàn).  熱帶生物學(xué)報(bào). 2016(04)
[8]高鹽環(huán)境可培養(yǎng)細(xì)菌噬菌體的研究進(jìn)展[J]. 傅超群,白萌,王永霞,李治瀅,賴泳紅,肖煒,崔曉龍.  微生物學(xué)通報(bào). 2017(04)
[9]Genomic and enzymatic evidence for acetogenesis among multiple lineages of the archaeal phylum Bathyarchaeota widespread in marine sediments[J].   Science Foundation in China. 2016(03)
[10]中國(guó)紅樹(shù)林濕地資源、保護(hù)現(xiàn)狀和主要威脅[J]. 但新球,廖寶文,吳照柏,吳后建,鮑達(dá)明,但維宇,劉世好.  生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(07)

碩士論文
[1]4株海洋噬菌體的分離純化及其生物學(xué)特性的研究[D]. 陳澄.華南理工大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3242761