Microbiome | 海洋三所曾润颖等:红树林土壤病毒多样性及其对生物地球化学循环潜在影响力
国家海洋局第三海洋研究所海洋生物遗传资源重点实验室曾润颖研究员等人于2019年4月11日在微生物顶级期刊Microbiome发表题目为《Diversities and potential biogeochemical impacts of mangrove soil viruses》的文章,该研究为揭示病毒在红树林生态系统中的生态作用提供了重要参考价值。
文章摘要
研究背景:红树林是热带地区具有重要生态功能和经济价值的森林。作为含碳量最高的生物群落之一,红树林的碳输入量占陆地输入海洋总碳量的11%。尽管病毒对当地和全球的生物地球化学循环有显著的影响,但是对于病毒在红树林生态系统中的群落结构、遗传多样性和生态作用知之甚少。
方法:本文利用病毒宏基因组测序和病毒特异性生物信息学工具,研究了中国南方不同红树林栖息地采集的6个红树林土壤样本中的病毒群落。
结果:红树林土壤病毒很大程度上是无法具体描述的。对主要病毒群的系统发育进化分析显示,病毒群落广泛多样并出现了以前未知的病毒分支,表明全球红树林病毒群落可能由进化上接近的基因型组成。病毒基因型比较分析结果表明红树林土壤病毒主要受海水影响,淡水对其影响较小。值得注意的是,我们在红树林病毒群落中发现了大量的碳水化合物活性酶(CAZyme)辅助基因,其中大部分参与复杂多糖的生物降解,红树土壤和生物碎屑中富含此类复杂多糖。主要预测结果显示,红树土壤病毒中CAZyme基因具有多样性,可能广泛存在于红树林土壤噬菌体中并借此侵染不同的细菌类群。
结论:本文研究结果表明,红树林病毒种类繁多,可能通过参与复杂多糖的生物量循环直接调控碳循环,为揭示病毒在红树林生态系统中的生态作用提供重要参考价值。
关键词:红树林土壤,病毒,病毒组学,碳循环,辅助代谢基因
文中重要图片说明
图1 | 红树林土壤取样位点。
图2 | 6种红树林土壤中病毒群落的分类组成。
图3 | 病毒环状系统发育进化树。
图4 | 有尾噬菌体系统进化发育树。
图5 | 红树林病毒中丰富的碳水化合物活性酶辅助基因。
图6 | 图示CAZy包含的重叠序列。
图7 | 病毒多糖脱乙酰酶的序列分析。
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