土壤含水量驱动土壤病毒和细菌多度及其与土壤异养呼吸关系的变化

土壤微生物是维持陆地生态系统稳定性和功能的重要组成部分。病毒是地球上数量最多的生物实体,也是若干类型生境中微生物数量的重要调节者。因此,了解病毒与微生物的相互作用,对深入认识包括碳循环在内的生态系统过程具有重要意义。在实验室建立土壤微宇宙实验系统,跟踪调查恒定低含水量、恒定高含水量和波动含水量3种水分处理下土壤病毒和细菌多度的变化,以及土壤异养呼吸速率对土壤病毒-细菌相互作用的响应。相较于低水分处理,高水分处理显著增加了病毒多度(P<0.001)和病毒-细菌多度比(P=0.0026),波动水分处理显著增加了病毒多度(P<0.001)。在高水分处理的土壤微宇宙中,细菌和病毒多度呈现出随时间动荡的信号,即细菌多度表现出增加-降低-增加的趋势,而病毒多度则表现出增加-降低的趋势,且其变化滞后于细菌。土壤异养呼吸速率与土壤含水量(P<0.001)、细菌多度(P=0.0045)和病毒多度(P<0.001)都具有显著的正相关关系。这些结果说明:病毒导致的下行控制可能是细菌多度的重要影响因子,在水分增加情形下,病毒有可能通过加速细菌的更新速率进而加速土壤呼吸。因此,病毒与细菌的相互作用可能是碳循环的重要决定因素。

校园土壤病毒多样性探索

本研究基于宏病毒组学分析了上海海洋大学校园土壤中DNA病毒群落组成特点。结果表明,有尾噬菌体纲(Caudoviricetes,73.96%)病毒为优势病毒,Zobellviridae(0.47%)和Autographiviridae(0.18%)为优势病毒科。此外,还鉴定到ssDNA病毒科Parvoviridae(0.002%),该病毒科中含有少数可以感染人类的病毒。基因共享网络分析显示,近一半的校园土壤病毒属于新的病毒属。功能基因注释分析表明,校园土壤病毒编码的基因主要与病毒的复制相关。16个病毒辅助代谢基因功能暗示,病毒可能参与土壤中碳循环和硫循环的调节。4.88%的病毒预测出宿主,包括7个细菌门和40个细菌属。其中,假单胞菌属(Pseudomonas)、弧菌属(Vibrio)、链球菌属(Streptococcus)、军团菌属(Legionella)和埃希氏菌属(Escherichia)等含有人类致病菌。研究结果增进了对校园土壤病毒多样性特点的认知,也为评估校园环境卫生安全提供了一定的数据支撑。

病毒及其生态功能

病毒被认为是地球上数量最多的生物类群。在海洋生态系统中,研究人员确认了病毒巨大的数量和遗传多样性以及对很多原核生物和部分真核生物死亡率的重要贡献;建立起病毒影响生物地球化学循环的概念模型;也开始研究病毒及其生态系统功能对全球变化的响应和反馈作用。然而,人们对于土壤病毒生态学的研究严重滞后,甚至对于土壤病毒的多度和分布、环境影响因子等基本信息的了解都很有限。土壤蕴含巨量的可溶性和不可溶性有机物,土壤病毒应该会对土壤微生物的死亡率有重要贡献,并因此对土壤碳循环产生深远影响,因而将土壤病毒纳入到已有的生态系统生态学模型中将促进我们对土壤碳循环的理解。

湖北部分农村环境病理学与病毒关系初探

将城市生活垃圾堆肥为肥料，施入农田种植农作物并对城市生活垃圾堆肥和耕作层土壤采集样品，进行细胞培养技术和超微结构观察分析，结果发现棕红壤、棕黄壤中存在病毒样颗粒，并能引起细胞发生病理变化，潮土中则无。这对该地区疾病发生、分布的流行病学调查，防治措施有一定的参考价值。