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（紅樹林）和深海（海山）兩個生境入手,針對未培養(yǎng)病毒（利用宏基因組測序的分析方法）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。作為碳儲存量最豐富的生物群落,紅樹林占陸地向海洋輸入碳總量的11%。之前的研究主要側(cè)重于紅樹林中的動物群落、植物群落和細菌群落,對紅樹林生態(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)的方法對病毒DNA進行了深入的測序和分析。比對結(jié)果顯示,紅樹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)域紅樹林病毒可能具有共同的遺傳特征。病毒基... 

【文章來源】：自然資源部第三海洋研究所福建省

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：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，病毒裂解宿主時病毒基因組可能會攜帶部分宿主基因，再感染新的宿主就會產(chǎn)生轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象；在裂解過程中還會釋放出大量宿主基因片段，其他宿主會從周圍介質(zhì)中吸收這些基因片段，這就是細菌間進行遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移的另一種常見形式——轉(zhuǎn)化[41]。病毒通過水平基因轉(zhuǎn)移不僅能提高宿主多樣性，還會影響宿主的進化過程。最后，在病毒和細菌長期相互作用的過程中，為了抵抗病毒的侵染，細菌往往會發(fā)生抗性突變，所以病毒能夠影響甚至改變細菌的進化過程和方向[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，研究細菌和感染細菌的噬菌體的相互作用過程及其進化方向，對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)有機物，促進顆粒有機物（POM）向可溶性有機物（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，這一過程將降低海洋食物鏈中營養(yǎng)物質(zhì)和能量流向到更高營養(yǎng)級的效率（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)定有機物的重要來源[46]。據(jù)估計，在深度大于1000m時，海洋病毒裂解釋放出的有機物分別相當(dāng)于有機碳、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)動著全球生物地球化學(xué)循環(huán)過程，而病毒可以通過編碼輔助代謝基因（Auxiliarymetabolicgenes,AMGs）調(diào)控微生物的代謝活性，從而影響微生物驅(qū)動的生物地球化學(xué)循環(huán)過程。病毒需要依賴宿主的代謝過程，為其復(fù)制和增殖提供必要的DNA、蛋白、脂類等組分。所以病毒往往會通過編碼AMGs對宿主的代謝進行精細操控，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病毒對宿主的代謝調(diào)控機制Fig.1.3Regulationmechanismofvirusonhostmetabolism資料來源：Rosenwasser,etal.Virocellmetabolism:metabolicinnovationsduringhost-virusinteractionsintheocean.TrendsinMicrobiology,2016.

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3242761