Small temporal variation in abundance of virioplankton compared to bacterioplankton and phytoplankton in two bays in the northern South China Sea

Variations of picoplankton groups were investigated over a one-month period in Daya Bay and Sanya Bay,in the northern South China Sea.The two coastal regions exhibited different variation patterns in physicochemical parameters.Moreover,the diel variations of picoplankton groups were different between the two bays.The abundance of the picoplankton in Sanya Bay displayed a pronounced diel variation,while it was not significant in Daya Bay.In addition,some similar patterns of picoplankton abundance were discovered.In the two bays,virioplankton exhibited the smallest fluctuation range,whereas picocyanobacteria fluctuated most markedly.The fluctuation range of picoplankton groups was larger in spring tide than in neap tide,especially in Sanya Bay.Random forest model analysis demonstrated that the variation of picoplankton groups was attributed to physical and chemical factors in Sanya Bay and Daya Bay,respectively.Therefore,our findings suggest that virioplankton abundance can persist more stably in response to changing environmental conditions compared to bacterioplankton and picophytoplankton.

DISTRIBUTION OF VIRIOPLANKTON IN THE KUROSHIO CURRENT AND THE ADJACENT AREA IN THE EAST CHINA SEA AS DETERMINED BY FLOW CYTOMETRY

Distribution of one group of marine viral particles along the Kuroshio Current and theadjacent area was investigated in June, 1998 using flow cytometry for the first time. The position of thisgroup of virioplankton in flow cytometry plots coincided with the position of the V-I group reported byMarie et al. （1999）. Abundances of this group of virioplankton in the surface water ranged from 3.4×105 to 2. 3×106 ml-1 in the investigated area. High abundance occurred in the shelf water and low abun-

Temporal and spatial distribution of virioplankton in large shallow freshwater lakes

Virioplankton dynamics at seven sample sites(from two freshwater lakes) with different trophic states were monitored over the period of a year.Water was sampled monthly from August 2004 to July 2005,and the abundances of viruses and bacteria were measured using direct epifluorescence microscopy counting.Results indicated that both natural and anthropogenic factors could influence the distribution of virioplankton.Temporally,viral abundance was significantly correlated to bacterial density and water temperature.Spatially,viral abundance was significantly correlated to trophic state.This in turn indicated that viral abundance was directly dependant on host abundance in eutrophic lakes,while trophic state and temperature could drive the distribution of virioplankton.The virus-bacteria ratio was significantly lower in less productive water-bodies.The result implied that the control of virioplankton on their hosts may change according to the host density.

Genetic Optimization of Artificial Neural Networks to Forecast Virioplankton Abundance from Cytometric Data

Since viruses are able to influence the trophic status and community structure they should be accessed and accounted in ecosystem functioning and management models. So, this work met a set of biological, chemical and physical time series in order to explore the correlations with marine virioplankton community across different trophic gradients. The case studied is the Arraial do Cabo upwelling system, northeast of Rio de Janeiro State in Southeast coast of Brazil. The main goal is to evolve three type of artificial neural network (ANN) by genetic algorithm (GA) optimization to predict virioplankton abundance and dynamic. The input variables range from the abundance of phytoplankton, bacterioplankton and its ratios acquired by one in situ and another ex situ flow cytometers. These data were collected with weekly frequency from August 2006 to June 2007. Our results show viruses being highly correlated to their host, and that GA provided an efficient method of optimizing ANN architectures to predict the virioplankton abundance. The RBF-NN model presented the best performance to an accuracy of 97% for any period in the year. A discussion and ecological interpretations about the system behavior is also provided.

Picoplankton and virioplankton abundance and community structure in Pearl River Estuary and Daya Bay, South China

By using flow cytometry techniques, we investigated the abundance and composition of the heterotrophic prokaryotes, virioplankton and picophytoplankton community in the Pearl River Estuary and Daya Bay in the summer of 2012. We identified two subgroups of prokaryotes, high nucleic acid（HNA） and low nucleic acid（LNA）, characterized by different nucleic acid contents. HNA abundance was significantly correlated with larger phytoplankton and Synechococcus（Syn） abundance, which suggested the important role of organic substrates released from primary producers on bacterial growth. Although LNA did not show any association with environmental variables, it was a vital component of the microbial community. In contrast to previous studies, the total virioplankton concentration had a poor relationship with nutrient availability. The positive relationship between large-sized phytoplankton abundance and the V-I population confirmed that V-I was a phytoplankton-infecting viral subgroup. Although the V-II group（bacteriophages）was dominant in the virioplankton community, it was not related with prokaryotic abundance, which indicated factors other than hosts controlling V-II abundance or the uncertainty of virus-host coupling. With respect to the picophytoplankton community,our results implied that river input exerted a strong limitation to Syn distribution in the estuary, while picoeukaryotes（Euk） were numerically less abundant and showed a quite different distribution pattern from that of Syn, and hence presented ecological properties distinct from Syn in our two studied areas.

青岛近岸水体夏冬季浮游病毒、细菌分布特征及其与环境因子的关系

应用平板涂布培养计数法及荧光显微镜计数法,研究了青岛近岸海域可培养异养细菌数量,浮游病毒、细菌丰度及生物量的分布特征,探讨了它们与温度、溶解氧、叶绿素a、硝酸盐和磷酸盐之间的关系.结果表明：夏、冬两季青岛沿岸可培养异养细菌数量介于1.01×104~183.54×104cfu/L之间,其分布随温度、叶绿素a变化不明显,而与海水硝酸盐含量显著正相关,硝酸盐是可培养异养细菌数量的主要限制因子.调查海区浮游细菌丰度介于1.00×109~8.48×109cells/L,细菌生物量介于14.19~131.95μg/L,浮游细菌丰度与温度呈显著正相关关系,温度是造成浮游细菌季节分布差异的重要因素之一;冬夏季浮游病毒丰度介于2.39×1010~22.02×1010VLPs/L之间,浮游病毒丰度变化主要与海水溶解氧、磷酸盐含量及浮游细菌丰度有关,夏、冬两季表层浮游病毒丰度总体呈现近岸高于远岸的趋势,而底层则表现出远岸高于近岸的趋势.

东海、黄海浮游病毒及异养细菌的分布研究

采用流式细胞仪对2009年春季东海、黄海浮游病毒和异养细菌的丰度进行了大尺度(119.5°—129°E,25°—39°N)研究,并分析了浮游病毒丰度、异养细菌丰度以及其与环境因子之间的相关性。结果表明,研究海域浮游病毒、异养细菌的丰度范围分别为3.38×105—2.26×107个/mL(平均6.24×106个/mL)、5.83×103—1.23×106个/mL(平均1.22×105个/mL)。在水平分布上,浮游病毒与异养细菌的变化趋势基本一致,且均在山东半岛周边养殖海域、浙江东南沿海养殖区及舟山渔场北部形成明显的高值区;黄海浮游病毒与异养细菌的丰度平均值均高于东海。在垂直分布上,东海浮游病毒与异养细菌丰度值随水深呈明显下降趋势,表层丰度值与30m以下各层差异显著(P<0.05);在黄海,二者丰度随水深降低趋势不明显。Pearson相关性分析显示:调查海域浮游病毒丰度与异养细菌丰度显著正相关(r=0.288,P<0.01),浮游病毒丰度与温度显著负相关(r=0.243,P<0.05),异养细菌丰度与盐度显著负相关(r=0.245,P<0.05)。

武汉东湖浮游病毒的丰度及多样性

运用透射电镜及荧光显微技术 ,对富营养化的武汉东湖中浮游病毒丰度及多样性进行了研究。电镜观察和计数结果显示 ,东湖中浮游病毒的丰度达到 10 8个 /mL。荧光显微镜计数结果约是电镜计数结果的 2 72倍 ,差异极显著 (P <0 0 1)。在东湖超富营养区的水样中观察到了多种与各种病毒形态类似的颗粒 ,其中大部分与噬菌体和噬藻体类似 ,具多种形态的尾部和六边形头部。还有一些线状、杆状、子弹形等形态的病毒粒子。研究结果显示东湖水环境中的浮游病毒不仅丰度极高 ,而且种类丰富。提示浮游病毒在东湖水环境和水生态系统中可能扮演重要角色。

养殖活动对超微型浮游生物分布影响的研究

利用流式细胞仪对河北省扇贝养殖区微微型浮游植物、异养细菌、浮游病毒4季的丰度分布特征进行了研究,分析了三者与环境因子的相关性,并与渤海、北黄海非养殖区的超微型浮游生物丰度的分布特征进行对比。结果显示:在养殖区海域,聚球藻丰度在9.00×102—7.07×105cell/m L之间,峰值出现在秋季,且与其他季节差异显著(P<0.01)。微微型真核藻类丰度在5.80×102—3.23×105cell/m L之间,夏季赤潮暴发期间,丰度达到3.23×105cell/m L,显著高于其他季节(P<0.01)。异养细菌丰度在3.10×105—3.79×106cell/m L之间,峰值出现在秋季,夏、秋季丰度显著高于春、冬季(P<0.01)。浮游病毒丰度在2.50×105—2.17×106cell/m L之间,峰值出现在秋季,但无显著性季节差异(P>0.05)。通过主成分分析发现,聚球藻、微微型真核藻类、异养细菌和浮游病毒的丰度在不同季节受到不同环境因子的影响。在春、冬季,温度是主要影响因素;而在夏、秋季,主要受到营养盐的影响。养殖区与非养殖区超微型浮游生物主成分4季均有显著差异,养殖区异养细菌4季均是超微型浮游生物的主成分,而非养殖区超微型浮游生物的主成分4季均是微微型浮游植物,结果表明养殖活动显著影响了养殖区超微型浮游生物的群落结构和功能。

南海北部海域春季浮游细菌和病毒空间分布及其影响因素

应用流式细胞检测技术测定了2014年春季南海北部海域浮游细菌和病毒丰度,研究了其水平和垂直分布特征并对其与环境因子的相关性进行了分析。结果表明,调查海区浮游细菌和病毒丰度分别介于1.28×10~4—9.96×10~5个/m L和4.69×10~5—5.39×10~7个/m L之间,二者丰度随水深的增加基本呈现逐渐下降的趋势,而水平分布趋势不明显。浮游细菌和病毒丰度与温度、p H和溶解氧显著正相关,与水深、盐度、活性磷酸盐、硅酸盐、硝酸盐和总氮则呈显著负相关关系(P<0.01),说明该海域细菌和病毒数量受到上述环境因子的共同调控。分析浮游细菌和病毒的相互关系发现,VBR(Virus to bacteria ratio)平均32.23,最小值位于S11站位25m层,最大值则位于S7站位75m层,分别为4.80和264.63,VBR值小于100的站位占到调查站位总数的95.6%。VBR值除与细菌呈显著负相关关系外(P<0.01),与其它环境因子相关性不明显(P>0.05),说明该海区细菌是病毒的主要寄主,病毒可能主要是以噬菌体的状态存在。

青岛近海水域夏季和冬季浮游病毒丰度的分析

利用荧光显微技术(Epifluorescence microscopy,EFM)对青岛近海海域浮游病毒丰度进行了调查,研究了浮游病毒在季节变化、空间变化和昼夜变化的特征,并分析了浮游病毒丰度(VirusDirectCount,VDC)与环境因子的相关性。结果表明,夏季该水域VDC的变化范围为1.21×106个/ml—1.54×107个/ml,平均值为6.16×106个/ml;冬季VDC变化范围为3.45×105个/ml—2.60×106个/ml,平均值为1.45×106个/ml。夏季VDC是冬季的4.25倍,夏季VDC显著高于冬季(P=0.000)。水平分布方面,夏季表层、10m和潜水体VDC大致显现出由胶州湾及湾口附近向东西两侧逐渐降低的趋势,胶州湾站位VDC明显高于其他站位(P<0.05);冬季表层、10m和潜水体VDC的水平分布特点为胶州湾、鳌山湾、崂山海域、胶南海域和日照海域为VDC较高区域,崂山以东海域为VDC较低区域。垂直分布方面,夏、冬两季各站位表层VDC都明显高于底层和10m层及潜水体(P<0.05)。对胶州湾中部连续站QD09两层VDC昼夜变化的观测发现,夏、冬两季表层和10m层VDC昼夜都有明显波动。夏季两水层VDC变化趋势一致,最高值均在夜间,最低值均在18:00,最高值都约为最低值的3倍;冬季两水层VDC变化趋势没有明显的一致性,VDC最高值是最低值的2倍。对夏、冬两季VDC与Chl-a、水温、盐度、浊度、溶氧浓度之间进行Pearson相关性分析表明,夏季VDC仅与Chl-a呈显著正相关(P<0.01)冬季VDC与水温呈显著的正相关性(P<0.01),与Chl-a、盐度、浊度、溶氧浓度之间呈显著的负相关性(分别为P<0.01)。

冬季和春季长江口及其近海水域浮游病毒丰度的分析

采用荧光显微技术,对2006年长江口及近海水域20个站点的表层及10m层或潜水体冬、春两季的浮游病毒丰度进行了检测,对浮游病毒丰度在季节(冬、春两季)、水平分布和垂直分布上的变化进行了探讨。调查区浮游病毒丰度在冬、春季节上并无明显差异,但在水平分布上存在很大差异,河口区浮游病毒直接检测量(Virus Direct Count,VDC)达到107个/ml,近海水域VDC为106个/ml,河口区的浮游病毒丰度都明显高于近海水域病毒丰度(P<0.01)。在垂直分布上,冬、春两季长江口水域水深小于10m的站位,表层浮游病毒丰度与底层病毒丰度无明显差别,水深大于10m的站位,表层水样的浮游病毒丰度都高于10m水层病毒丰度,说明长江口浮游病毒的垂直分布与站位总水深有关。还通过比较各站点VDC与叶绿素a含量的数据,分析了二者之间的相关性:冬季浮游病毒丰度与叶绿素a含量成正相关性;春季浮游病毒丰度与叶绿素a含量成负相关性,但病毒丰度受叶绿素a含量的影响仅为10%—11%。

大连市长海县虾夷扇贝养殖海区浮游病毒的丰度

2008年7月—2009年6月,利用荧光显微技术(EFM),对大连市长海县大长山岛和广鹿岛两个虾夷扇贝养殖海区的浮游病毒丰度进行调查,研究了浮游病毒丰度在虾夷扇贝养殖海区内水平分布、垂直分布和季节变化特征。结果表明,在水平分布上,养殖筏区内站位(C1、G1、C2、G2、C3、G3)表层、10 m层和底层的浮游病毒丰度表现为近岸水域高于远岸水域(P<0.05);在垂直分布上,站位(C2、G2、C3、G3、C4、G4)浮游病毒丰度高于10 m水层和底层(P<0.05),10 m和底层差别不大,离岸最近站位(C1、G1)浮游病毒丰度没有垂直分布的变化。在季节变化上,春夏两季的浮游病毒丰度高于秋冬的浮游病毒丰度,而夏季的浮游病毒丰度最高。利用多元相关分析可知,两个海岛的虾夷扇贝养殖海区浮游病毒丰度与叶绿素a(Chl.a)呈显著正相关(P<0.01),与水温呈正相关(P<0.05),与盐度、溶氧浓度之间没有相关性(P>0.05)。

运用荧光显微技术分析北黄海夏季浮游病毒的分布

运用荧光显微技术（Epifluorescence Microscopy,EFM）,对2006年夏季北黄海水域31个站点的病毒丰度进行了检测,对浮游病毒丰度在水平分布,垂直分布和昼夜变化上进行了探讨。北黄海水域浮游病毒直接检测量（Virus Direct Count,VDC）为（1.58×10^6～1.38×10^7）/mL,平均为5.86×10^6/mL。在水平分布上,表层、30 m和底层水在辽东半岛头部附近出现了病毒较高区域,近海水域的病毒丰度较中部水域高（P〈0.05）。在垂直分布上,表层浮游病毒丰度高于30 m水层和底层（P〈0.05）。在昼夜变化上,表层水体中浮游病毒量有明显的变化,10 m水层和30 m水层的病毒丰度昼夜变化较明显,底层病毒丰度昼夜趋势平缓。利用多元相关分析可知,北黄海夏季浮游病毒丰度与站位总水深（P〈0.01）和盐度（P〈0.05）成一定的负相关性,与温度无明显相关性（P〉0.05）。

淡水湿地浮游病毒的空间分布

在2006年3～7月间,对湖北省内15个营养水平不同的湿地水体中浮游病毒的分布规律开展了大规模研究。采用荧光显微直接计数法测定了浮游病毒丰度,同时还测量水体透明度、水温、pH、总氮、总磷、COD、叶绿素a浓度及活菌数。结果显示,浮游病毒丰度不但与活菌数和叶绿素a浓度显著相关(P<0.05),而且也与COD和水温极显著相关(P<0.01),这一结果说明有机物浓度和水温分别是决定淡水湿地中浮游病毒空间和时间分布的重要因素。进一步的分析还表明在富营养化水体中,浮游病毒与活菌数的相关性(P<0.05)高于与叶绿素a浓度的相关性(P>0.05),说明噬菌体(而不是浮游植物病毒)是富营养化水体中浮游病毒的优势种类。

夏季长江口浮游细菌和浮游病毒的分布特征及环境制约因素

应用荧光显微直接计数法,研究了2006年夏季长江口及邻近海域浮游细菌、浮游病毒数量的分布特征,探讨了它们与环境因子之间的关系。结果表明：（1）浮游细菌数量为（6.92×105~5.54×106）个/mL,浮游病毒数量为（2.22×106~9.97×107）个/mL。浮游细菌和浮游病毒数量的平面分布特征较一致,均为近海过渡区（B）〉近岸混水区（A）〉远岸清水区（C）;在垂直分布上,表层和10 m层的浮游细菌和浮游病毒数量均高于底层。（2）浮游病毒分布、表层浮游藻类生长以及10 m层水温变化是影响浮游细菌分布的重要因素,远岸表层浮游细菌分布还可能受硝酸盐浓度限制;营养盐供给及浮游细菌、浮游藻类的生长则成为影响浮游病毒分布的关键因子,温、盐变化对浮游病毒分布的影响不显著。

刺参养殖池塘水体中浮游病毒的丰度

运用荧光显微技术,于2007年3～11月,对大连市附近4个地区的刺参养殖池塘及相应的海域进行了浮游病毒丰度的监测和分析,对刺参养殖池塘生态系统的浮游病毒丰度在时间、空间分布上的变化进行了探讨。荧光显微观察结果显示,刺参养殖池塘浮游病毒在时间和空间分布上均存在极显著差异(P<0.01),8月中旬平均丰度达到峰值,为2.54×1010个/L,7月下旬浮游病毒的平均丰度最低,为1.43×109个/L。复州湾海域的浮游病毒丰度显著高于其他地区,该地区浮游病毒丰度平均达到1.17×1010个/L,夏家河子地区浮游病毒丰度最低,平均为3.89×109个/L。同一刺参养殖池塘中部区域的浮游病毒丰度高于进水和排水口。刺参养殖池塘水体中浮游病毒丰度与养殖池塘所处的海区位置、养殖池塘的密度密切相关。

南海中北部海域秋季浮游细菌和病毒丰度及其影响因子

于南海中北部海域设置20个采样站位,分别采集各站位5 m、25 m、75 m、150 m和200 m水层海水样品。应用流式细胞仪技术分析了浮游细菌和病毒的生态分布特征,并对其与环境因子的相关性进行了分析。结果表明,调查海区浮游细菌和病毒丰度分别为（1.19~151.65）×104个·m L-1和（1.37~326.70）×105个·m L-1。5 m和200 m层浮游细菌的平均丰度分别为（54.03±30.87）×104个·m L-1和（4.94±4.15）×104个·m L-1,浮游病毒丰度则分别为（121.95±89.73）×105个·m L-1和（9.98±6.54）×105个·m L-1,随水深的增加两者丰度基本呈现逐渐下降的趋势。5 m层和25 m层浮游细菌和病毒丰度均表现为北部区域大于南部区域的分布趋势。不同水层浮游细菌和病毒分布的影响因子存在一定差异。5 m层浮游细菌和病毒与磷酸盐显著正相关（P〈0.05）,说明南海中北部海域表层水存在磷限制。75 m层浮游细菌与硝酸盐、硅酸盐和总有机氮显著正相关,而浮游病毒的分布则同时受到硝酸盐、硅酸盐、总有机氮和磷酸盐的影响,说明该区域浮游细菌和病毒受到上行控制效应的影响。水深达到200 m时浮游细菌和病毒的主要限制因子是水温而不是营养盐。浮游细菌和病毒丰度之间在各个水层均极显著正相关（P〈0.01）,说明浮游细菌作为浮游病毒的寄主,对浮游病毒的丰度产生较大的影响。

渤海浮游病毒的时空分布

利用流式细胞仪对渤海浮游病毒的丰度分布进行了研究。结果表明,浮游病毒丰度在6.40×105—3.59×107个/mL之间。辽东湾断面,浮游病毒丰度春季在西部海域较高,夏季在中部海域较高,秋、冬季在东、西部海域均较高;渤海湾断面,4季丰度均在中部海域出现高值区;莱州湾断面,夏、秋、冬季均在东部海域出现丰度高值区;渤海海峡断面,春、秋、冬季于海峡中部海域丰度较高。垂直分布上,表层和底层水体浮游病毒丰度在夏季差异性显著,在其它季节无显著差异。夏季浮游病毒丰度显著高于其它季节。夏季,连续站浮游病毒丰度昼夜波动幅度较大,冬季较平缓。相关性分析表明,浮游病毒丰度在春、夏、秋季均与温度显著正相关;夏季与异养细菌丰度、微微型真核浮游植物丰度显著正相关;秋季与微微型浮游植物丰度显著正相关;冬季仅与异养细菌丰度显著正相关。

富营养化水体中微囊藻、菌、病毒数量关系初步研究

通过测定铜绿微囊藻、菌、病毒的数量以及总磷、总氮的浓度变化,研究了富营养化水体中藻、菌、病毒之间的数量关系。结果表明:病毒和第二天的藻细胞数呈显著负相关(r=-0.655,P<0.01),其显著水平高于与当天藻细胞数的相关性(r=-0.578,P<0.05),菌和第二天的藻也具有显著负相关性(r=-0.500,P<0.05),回归分析表明,病毒的波动能够解释51.9%的藻细胞数的变化,菌的波动能够解释46.4%的藻细胞数的变化,藻细胞数与菌数的回归方程的确定系数低于藻细胞数与病毒数的确定系数。此外,藻和总磷存在极显著负相关性(r=-0.747,P<0.01),病毒和总磷之间存在极显著正相关(r=0.857,P<0.01)。上述结果说明,浮游病毒和浮游细菌丰度是影响藻类数量的重要因子,且富营养化水体中的浮游病毒可以通过裂解宿主细胞而加速了磷元素的循环。