不同营养条件下海洋病毒对细菌功能的影响

Viruses are abundant and widespread in aquatic environments. Viruses are responsible for about 10-50% of total bacterial mortality and play an important role in marine ecosystems. Viral-induced bacterial death not only reduced bacterial abundance which means shortcut the energy and materials flow in the microbial loop to the higher levels, but also could be a mechanism to increase the turnover of regenerated nutrients from cell lysates and hence enhance the recycling of C, N, and P. Therefore, it is important to understand virus-bacteria interactions for their role in influencing the biological community and biogeochemical processes. Our proposed objectives are 1) to study the viral effects on different single bacterial strain – the bacterial species differences; 2) investigate the process of the viral effects on bacterial functions under different nutrients; 3) to examine the viral effects on bacterial community between eutrophic and oligotrophic waters.

海洋病毒是水体微生物群落中丰度最高、分布最广泛的成员。在海洋生态系统中，病毒可以裂解细菌，可导致10-50%细菌的死亡，同时裂解细菌的过程还降低了微食物环向上一级的营养级能量输送，使细菌细胞内含物重新加入到微食物环的物质循环中，所以病毒在微食物环中的物质转化和能量流动过程中起着重要作用。病毒颗粒本身及其裂解所释放的物质可以迅速进入海水营养物质的循环中，从而改变碳，氮，磷等生源要素在海洋中的循环途径。基于海洋病毒在微食物环和生物地球化学循环中的作用，本项目拟研究1）细菌生态功能受病毒影响的种间差异；2）不同营养条件下病毒对细菌生态功能的影响；3）不同营养的自然水体中病毒对细菌群落的控制作用，从而为揭示病毒对细菌群落的控制作用及在生物地球化学循环中所起的作用提供理论基础。

浮游病毒在海洋中丰度高且分布广泛。病毒通过感染并裂解细菌，控制细菌丰度和细菌异养活动，在微生物环中起重要作用。本项目研究了在富营养和寡营养水体中，病毒对4种细菌生态功能的影响。富营养水体中，病毒感染并裂解细菌明显比贫营养水体多，说明病毒在富营养条件下可调控细菌丰度、呼吸速率及生产力。含病毒的处理组，特别是在富营养水体中，单个细菌呼吸速率和生产力高于无病毒组。结果表明，在富营养水体中，病毒可以减少细菌利用氧气，并减缓了由细菌消耗氧气而造成富营养化的生态效益；而寡营养条件下，病毒感染并裂解细菌可以加速营养物质的循环，维持生态平衡。细菌在防御病毒侵染方面存在种间差异，导致不同水体中优势菌种的差异和细菌群落的多样性。同时研究了珠江口水域细菌病毒丰度与相关环境因子的关系。细菌病毒丰度的分布在干湿季明显不同。珠江口干季，温度并不影响病毒细菌的生长，而在湿季过高的水温对病毒有抑制。无机营养盐是影响病毒和细菌生长的重要因素，其影响干季比湿季大。