海洋浮游病毒生态学研究方法概述
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海洋浮游病毒生态学研究方法概述【摘要】海洋浮游病毒是海洋生态系统中丰度最大的生物有机体,在海洋生态系统中发挥着中要的作用。
海洋浮游病毒的生态学研究一直是海洋生态学研究的热点。
其研究方法也在不断发展和完善。
本文分别对病毒丰度、生产力的测定方法、多样性的检测方法以及分离培养鉴定方法及其发展等方面进行了总结和阐述,并对各部分研究方法的优缺点进行了讨论分析。
【关键词】海洋浮游病毒;研究方法;丰度;生产力;多样性;分离培养海洋浮游病毒是海洋生态系统中丰度最大的生物实体[1]。
海洋浮游病毒在海洋生态系统中发挥着重要的作用,对宿主的侵染和裂解作用,介导着大约20% 的宿主死亡率,大大加快了物质循环的速度[1],并且调节着宿主群落结构的组成。
与此同时,病毒也扮演着介导水平基因转移,促进宿主类群进化的重要角色[1]。
除此之外,海洋病毒宏基因组学的研究表明海洋浮游病毒类群有着巨大的多样性,并且包含着大量未知的基因[1,2]。
海洋浮游病毒重要的生态作用必然使海洋浮游病毒生态学的研究成为热点。
目前,海洋浮游病毒的生态学研究主要从丰度,多样性,病毒介导的宿主死亡率,病毒与宿主的相互作用等方面开展。
而目前在各方面生态学研究中使用的方法可总结如下。
1. 海洋浮游病毒丰度的检测方法目前用于水生生态环境中浮游病毒丰度的测定方法主要有以下3种:透射电子显微镜技术(TEM),表面荧光显微镜技术(EFM)和流式细胞分析检测技术(FCM)[3,4]。
1.1 透射电子显微镜技术(TEM)透射电子显微镜技术是早期海洋病毒学研究中病毒定量最常用的方法。
使用这项技术时,要求浓缩海水中的病毒,把浓缩液滴置于铜网上,负染后镜检观察。
这项技术在检测病毒丰度的同时还能获取病毒形态方面的信息[5]。
但该项技术的检测的下限高,涉及到海水浓缩,染色,观察等诸多可能产生误差的环节,并且步骤繁琐,对操作人员的技术,仪器的要求都较高[6]。
1.2 表面荧光显微镜技术(EFM)表面荧光显微镜技术是目前检测病毒丰度使用最为普遍的方法。
《海洋浮游生物》概述绪论1.浮游生物:是指在水流运动的作用下被动地漂浮于水层中的生物群。
2.浮游生物的特点:多数个体很小;缺乏发达的运动器官,运动能力;多数分布于水体的上层或表层。
3.海洋浮游生物学:是一门研究海洋浮游生物的生命现象和活动规律的科学。
4.海洋浮游生物学与生物科学、海洋科学及水产养殖、海洋地质等学科都有密切的关系。
5.浮游生物的生态类群(按营养方式):浮游植物:包括单细胞藻类(也包括细菌)。
其特点是:营养方式为自养方式,其中,藻类具有叶绿素或其它色素,能进行光合作用制造有机物,是水域生态系统中的生产者,细菌是生态系统的还原者(也可以是生产者)。
浮游植物一般分布于海洋的真光层。
浮游动物:包括原生动物、水母、轮虫、甲壳类、毛颚类、翼足类、异足类、被囊动物、浮游幼虫、仔鱼、稚鱼等。
其特点是:营养方式为异养方式,不能制造有机物,必须依赖已有的有机物为营养来源,多为滤食性。
浮游动物是海洋生态系统中的消费者,可分布于真光层,也可分布于较深的水层。
6浮游生物的生态类群(按个体大小分):海洋浮游生物浮游动物7.海洋浮游生物的经济意义:有利方面:浮游生物是海洋经济动物的饵料基础;浮游生物是鱼类洄游路线和渔场的标志;浮游生物是海水养殖的重要饵料;一些海洋浮游动物是人类的食物;浮游生物可作为海流的指示种;浮游生物有助于勘探海底石油;浮游生物有助于研究海洋古地质和古环境;浮游生物有助于研究、防治海洋环境污染;不利方面:浮游生物可造成赤潮,危害海洋捕捞业和海水养殖业;浮游生物可破坏鱼网,捕食幼鱼;浮游生物会暴露军舰的夜间航行路线;浮游生物可聚集而形成声散射层--假海底;硅藻1.海洋浮游植物的经济意义:浮游植物是海洋中的初级生产者,是海洋动物直接或间接的饵料,在海洋渔业方面有着重要的意义。
浮游植物是海流和水团的指示生物,在生物海洋学研究中意义重大。
浮游植物能富集污染物质,在海洋环境保护研究中有重要意义。
2.海洋浮游植物的主要类别原核细胞型生物:细菌;蓝藻门;真核细胞型生物:硅藻门:是最重要的浮游植物,将重点介绍。
海洋生物学中的海洋浮游生物调查技术海洋浮游生物调查技术是海洋生物学中的重要分支之一,它涉及海洋生态系统的各个方面,包括海洋的营养物质循环、能量流动以及生物多样性的维持等。
本文将从多个方面介绍海洋浮游生物调查技术的原理、方法和应用。
一、海洋浮游生物的分类海洋浮游生物是指在海水中漂浮的微小生物群体,通常包括浮游植物(如藻类)、浮游动物(如浮游动物门、桡足类、甲壳类等)以及微生物(如细菌、病毒等)。
它们生活在开放海洋、沿海水域和深海等各种环境中,是海洋生态系统中不可或缺的组成部分。
浮游生物通常被分为多个类群,如浮游植物、浮游动物和细菌等,具有多样的形态和特征。
根据它们的生长环境和特征,可以进一步将其分类为浮游植物门、浮游动物门、细菌门等。
二、浮游生物的调查方法1. 网采网采是最常用的浮游生物调查方法之一,其原理是利用各种网类捕捉海水中的浮游生物。
通常使用的是水平拖网或竖直拖网,不同网的特点在于网的大小、网孔大小和网的类型不同。
对于不同种类的浮游生物,通常选择不同的网来捕捉。
网采的主要优点在于操作简单,能够捕捉到多种类型的浮游生物。
但是,它也有缺点,如会捕捉到大量的非目标物种,以及可能导致捕捉到的生物受到破坏。
2. 漂流器漂流器是一种针对浮游生物调查的被动样品收集方法。
漂流器通常会随着海流、气流或风流进行漂流,因此它可以收集到具有广泛分布的、来自各个方向的浮游生物。
漂流器的主要优点在于样本不会被破坏,并且可以收集到散布在广阔水域中的生物群体。
但是漂流器只能在表层水域进行采集,不能获取深水区域的样本。
3. 过滤器过滤器是一种主动样品收集方法,其原理是将水样经过一个过滤器,在过滤器上收集被过滤物质中的生物。
通常使用的过滤器有滤膜、滤管和凝胶等。
过滤器的主要优点在于它能够采集到很小的生物体,而且可以过滤掉许多非浮游生物,但它在样品的收集量有局限。
过滤器可以采集到深层水样,但需要注意采样层数。
4. 浮标/浮球浮标/浮球是一种在海面上悬浮的浮游生物调查方法。
海洋浮游病毒的研究方法
李洪波;肖天;林凤翱
【期刊名称】《海洋科学》
【年(卷),期】2010(034)009
【摘要】@@ 浮游病毒在海洋中大量存在,利用超离心和透射电镜技术研究发现病毒丰度为105-107个/mL,远远超过细菌的数量.
【总页数】5页(P97-101)
【作者】李洪波;肖天;林凤翱
【作者单位】国家海洋环境监测中心,辽宁,大连,116023;国家海洋局海洋生态系统与生物地球化学重点实验室,国家海洋局,第二海洋研究所,浙江,杭州,310012;中国科学院,海洋研究所生态与环境重点实验室,山东青岛,266071;国家海洋环境监测中心,辽宁,大连,116023
【正文语种】中文
【中图分类】Q331
【相关文献】
1.海洋超微型浮游植物多样性研究方法进展 [J], 陈纪新;黄邦钦;郑微云
2.海洋浮游桡足类种群动力学研究方法 [J], 王崇江
3.石油烃和营养盐的复合污染对海洋浮游植物的影响Ⅰ.石油烃对海洋浮游植物吸收营养盐的影响 [J], 王江涛;赵卫红;李雪莲;李慧
4.细菌、病毒与浮游植物相互关系及其对海洋地球化学循环的作用 [J], 周玉航;潘
建明;叶瑛;周怀阳
5.海洋浮游植物病毒的研究进展 [J], 王丹;孙军;汪岷;刘东艳
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海洋浮游植物病害控制的反应器技术研究进展概述海洋浮游植物是生态系统中重要的基础生物,它们在海洋物质循环和气候调节中发挥着关键作用。
然而,海洋浮游植物病害的爆发和传播威胁着海洋生态系统的稳定性和可持续性。
为了有效控制海洋浮游植物病害,研究人员不断探索新的反应器技术。
本文将介绍海洋浮游植物病害控制的反应器技术的研究进展。
1. 海洋浮游植物病害的现状海洋浮游植物病害主要由细菌、病毒和浮游动物等微生物引起。
它们可以导致海洋生态系统中浮游植物的大规模死亡,从而对食物链和气候调节产生重要影响。
目前已知的海洋浮游植物病害包括赤潮、帆藻病、赤藻病和褐藻病等。
因此,寻找一种有效的反应器技术对海洋浮游植物病害进行控制至关重要。
2. 反应器技术的原理反应器技术通过模拟海洋环境,控制物理、化学和生物参数,以实现对海洋浮游植物病害的控制。
其中,水质净化、细菌控制和抗病毒策略是主要的控制手段。
水质净化能够除去有害物质和营养盐,从而减少浮游植物病害的发生。
细菌控制使用特定的细菌群落代替有害细菌,抑制病原微生物的生长。
抗病毒策略则通过研发抗病毒技术和疫苗来降低病毒感染的影响。
3. 反应器技术的研究进展目前,研究人员已取得了一些有关海洋浮游植物病害控制的反应器技术的重要突破。
以下是其中的几个重要研究进展。
3.1 生物滤波技术生物滤波技术利用微生物的附着、吸附和过滤作用来去除海洋浮游植物病原微生物。
研究表明,通过选用特定的附着微生物群落,可以显著降低浮游植物病害的发生。
此外,通过优化生物滤波器的运行参数,如温度、盐度和水质,可以进一步加强病害的控制效果。
3.2 电化学技术电化学技术是一种利用电流和电磁场对浮游植物病原进行控制的方法。
通过电化学氧化和电解沉淀等机制,电化学技术可以有效地去除浮游植物病原微生物和有害物质。
研究表明,电化学技术在控制海洋浮游植物病害中具有潜力,并且可以与其他技术相结合以提高控制效果。
3.3 光合菌反应器技术光合菌反应器技术是利用光合菌来控制海洋浮游植物病害的一种方法。
海洋浮游植物及其生态学研究海洋浮游植物是指生活在海洋中游动或漂浮的细胞或丝状体,是海洋生态系统中最重要的生物类群之一。
它们是海洋食物链的基础,直接影响着海洋生态环境的稳定。
浮游植物形态多变,种类繁多。
最常见的是单细胞硅藻。
硅藻是一类微型植物,身体表面覆盖硅质壳,形态各异,有的像正六面体、有的像圆浑状,有的长而细,有的短而粗。
硅藻通常在海水中的营养盐浓度低的情况下繁殖,成为大规模的海洋藻类。
此外,还有黄金藻、绿色藻、甲藻等浮游植物。
浮游植物在海洋生态系统中的作用浮游植物是海洋生态系统中最重要的生产者之一。
它们能够利用太阳能和无机盐产生有机物,是海洋食物链中的第一级。
浮游植物的死亡及其排泄物的碎片等也是海洋生态系统中的有机碳的主要来源之一。
在全球碳循环中,浮游植物的生长、死亡和碎片化对海洋生态系统中有机碳的储存和释放起着至关重要的作用。
浮游植物在维持海洋生态系统平衡中也有不可替代的作用。
它们既可以为其他生物提供养分和食物,也可以防止海洋富营养化,减轻海洋水质污染的影响。
浮游植物可以通过吸收水中的氮、磷等无机养分,将营养元素从海水中转移至植物体内,从而限制营养盐的过度富集,缓解水体中富营养化的影响。
海洋浮游植物生态学研究海洋浮游植物生态学是研究海洋生态系统中浮游植物的分布、生长和群落结构等问题的学科。
该学科主要涉及到物理、化学、生物等多个学科,对于认识海洋生态系统的结构和功能具有重要意义。
海洋浮游植物种群的分布和生长过程是受到环境物理和化学条件的制约的。
大气的温度、风、湍流等效应,以及海水中氮、磷等养分、叶绿素a等色素的浓度变化对浮游植物的种群大小、生长速率和生产率等都具有显著的影响。
此外,浮游植物的生态学研究还包括对群落结构和物种多样性的研究。
不同的浮游植物在不同的水体环境中都有着其特有的生态习性和适应能力。
了解它们的分布和演替规律,可以为环境管理和生物资源保护提供科学依据。
浮游植物生态学研究方法浮游植物生态研究的方法一般包括采样、样品处理、测量、实验、统计等环节。
海洋浮游病毒最主要的组成部分【摘要】海洋浮游病毒是海洋生态系统中丰度最大的生物有机体,在海洋生态系统中发挥着中要的作用。
海洋浮游病毒的生态学研究一直是海洋生态学研究的热点。
其研究方法也在不断发展和完善。
本文分别对病毒丰度、生产力的测定方法、多样性的检测方法以及分离培养鉴定方法及其发展等方面进行了总结和阐述,并对各部分研究方法的优缺点进行了讨论分析。
【关键词】海洋浮游病毒;研究方法;丰度;生产力;多样性;分离培养海洋浮游病毒是海洋生态系统中丰度最大的生物实体[1]。
海洋浮游病毒在海洋生态系统中发挥着重要的作用,对宿主的侵染和裂解作用,介导着大约20% 的宿主死亡率,大大加快了物质循环的速度[1],并且调节着宿主群落结构的组成。
与此同时,病毒也扮演着介导水平基因转移,促进宿主类群进化的重要角色[1]。
除此之外,海洋病毒宏基因组学的研究表明海洋浮游病毒类群有着巨大的多样性,并且包含着大量未的基因[1,2]。
海洋浮游病毒重要的生态作用必然使海洋浮游病毒生态学的研究成为热点。
目前,海洋浮游病毒的生态学研究主要从丰度,多样性,病毒介导的宿主死亡率,病毒与宿主的相互作用等方面开展。
而目前在各方面生态学研究中使用的方法可总结如下。
1. 海洋浮游病毒丰度的检测方法目前用于水生生态环境中浮游病毒丰度的测定方法主要有以下3种:透射电子显微镜技术(TEM),表面荧光显微镜技术(EFM)和流细胞分析检测技术(FCM)[3,4]。
1.1 透射电子显微镜技术(TEM)透射电子显微镜技术是早期海洋病毒学研究中病毒定量最常用的方法。
使用这项技术时,要求浓缩海水中的病毒,把浓缩液滴置于铜网上,负染后镜检观察。
这项技术在检测病毒丰度的同时还能获取病毒形态方面的信息[5]。
但该项技术的检测的下限高,涉及到海水浓缩,染色,观察等诸多可能产生误差的环节,并且步骤繁琐,对操作人员的技术,仪器的要求都较高[6]。
1.2 表面荧光显微镜技术(EFM)表面荧光显微镜技术是目前检测病毒丰度使用最为普遍的方法。
海洋浮游植物生态学研究进展海洋是地球上最为广阔的生态系统,其中浮游植物是其中一个不可忽视的群体。
浮游植物是海洋食物链的基础,同时也是海洋生态系统中相互作用的重要机制之一。
因此,对于浮游植物的研究具有非常重要的意义。
本文将介绍最近几年来海洋浮游植物生态学研究方面的一些进展。
一、浮游植物与气候变化浮游植物在海洋中的分布和生长受到许多环境因素的影响,其中气候变化是最为关键的一个因素之一。
目前研究发现,气候变化会影响浮游植物的生长和分布。
随着全球气候变暖,海水温度升高、海洋环流变化,导致浮游植物的生态学变化。
例如,在北极地区,气温升高导致冰层融化,海洋环境发生了极大的变化。
因此,研究气候变化对浮游植物生态学的影响,对于全球海洋生态系统的保护,控制全球变暖具有非常重要的意义。
二、浮游植物对海洋生态系统的贡献浮游植物对于海洋生态系统有着非常重要的贡献。
它们不仅是海洋食物链的基础,还能通过生产有机物贡献于碳循环。
生态学研究表明,海洋中的浮游植物约占全球光合作用生产量的50%,同时,它们还能通过吸收和释放气体影响大气中的碳浓度,对大气中的碳的浓度和分布起到了调节作用。
研究浮游植物对于海洋生态系统的贡献,对于理解海洋碳循环有着非常重要的意义。
三、浮游植物的分布与种类随着对海洋调查的加强,浮游植物的分布和种类也越来越清楚。
当前,已经发现的浮游植物种类约有5万多种,它们分布于不同的海洋区域和深度中,在不同的季节中涌现出来,从而形成了多种多样的生态系统。
不同种类的浮游植物与其他生物体之间的相互作用影响着海洋生态系统的稳定性和可持续性。
由于人类活动的加强,如大量排放温室气体、油污染等,导致海洋生态环境的恶化。
因此,加强对浮游植物和其他海洋生物的监测和保护显得尤为重要。
四、浮游植物与人类活动人类活动对海洋生态系统的影响越来越明显。
人类活动的加强导致大气中温室气体排放的增加,导致气候变暖、海平面上升等环境问题,进而影响了物种和生态系统的分布和数量。
海洋浮游植物生态学研究与应用海洋浮游植物是海洋生态系统中的重要组成部分,它们在海洋食物链的底层起着至关重要的作用。
海洋浮游植物生态学的研究旨在探索海洋浮游植物的分布、生命周期、适应能力以及与其他生物之间的相互作用,以及将这些研究成果应用于更好地管理和保护海洋资源。
一、海洋浮游植物的分布与生命周期海洋浮游植物广泛分布于全球各个水域,包括近海、沿岸和开阔海域。
它们的分布受到多种环境因素的影响,如水温、光照强度、盐度和营养物质的可用性等。
根据不同的环境条件,浮游植物种类和丰度也会有所不同。
浮游植物的生命周期通常包括营养阶段和繁殖阶段。
在充足的养分条件下,浮游植物通过光合作用进行生长和繁殖。
而在营养物质不足或其他环境压力下,它们可能会进入休眠状态或形成孢子,以适应恶劣的生存条件。
二、海洋浮游植物与其他生物的相互作用海洋浮游植物与其他生物之间存在广泛的相互作用。
首先是它们与浮游动物的关系,浮游动物主要以浮游植物为食物。
这种以浮游植物为基础的食物链在海洋生态系统中起着至关重要的作用,支撑着整个海洋食物网的稳定运行。
此外,浮游植物还与珊瑚、贝类和其他海洋底栖生物之间存在共生关系。
它们通过提供养分和氧气为这些生物提供生存条件,同时这些生物也为浮游植物提供庇护和光合作用所需要的光照。
三、海洋浮游植物的应用海洋浮游植物的研究成果在许多领域有着重要的应用价值。
首先是在海洋生态系统保护与管理方面的应用。
通过对浮游植物的分布和丰度进行监测,可以评估海洋生态系统的健康状况,及时发现异常变化并采取相应的保护措施。
其次,浮游植物的研究对于水产养殖和海洋渔业的发展也具有重要意义。
浮游植物是海洋生态系统中的重要饵料资源,可以为养殖鱼类和虾类提供丰富的食物来源。
通过研究浮游植物的生长规律和繁殖途径,可以指导养殖业的发展,并提高其生产效益。
此外,浮游植物还有可能成为生物能源和生物化工原料的重要来源。
浮游植物富含油脂和碳水化合物,可以通过生物技术手段将其转化为生物燃料或其他有机化合物,为可持续能源和化工行业提供替代传统化石能源的选择。
海洋浮游病毒生态学研究方法概述【摘要】海洋浮游病毒是海洋生态系统中丰度最大的生物有机体,在海洋生态系统中发挥着中要的作用。
海洋浮游病毒的生态学研究一直是海洋生态学研究的热点。
其研究方法也在不断发展和完善。
本文分别对病毒丰度、生产力的测定方法、多样性的检测方法以及分离培养鉴定方法及其发展等方面进行了总结和阐述,并对各部分研究方法的优缺点进行了讨论分析。
【关键词】海洋浮游病毒;研究方法;丰度;生产力;多样性;分离培养海洋浮游病毒是海洋生态系统中丰度最大的生物实体[1]。
海洋浮游病毒在海洋生态系统中发挥着重要的作用,对宿主的侵染和裂解作用,介导着大约20% 的宿主死亡率,大大加快了物质循环的速度[1],并且调节着宿主群落结构的组成。
与此同时,病毒也扮演着介导水平基因转移,促进宿主类群进化的重要角色[1]。
除此之外,海洋病毒宏基因组学的研究表明海洋浮游病毒类群有着巨大的多样性,并且包含着大量未知的基因[1, 2]。
海洋浮游病毒重要的生态作用必然使海洋浮游病毒生态学的研究成为热点。
目前,海洋浮游病毒的生态学研究主要从丰度,多样性,病毒介导的宿主死亡率,病毒与宿主的相互作用等方面开展。
而目前在各方面生态学研究中使用的方法可总结如下。
1. 海洋浮游病毒丰度的检测方法目前用于水生生态环境中浮游病毒丰度的测定方法主要有以下3种:透射电子显微镜技术(tem),表面荧光显微镜技术(efm)和流式细胞分析检测技术(fcm)[3, 4]。
1.1 透射电子显微镜技术(tem)透射电子显微镜技术是早期海洋病毒学研究中病毒定量最常用的方法。
使用这项技术时,要求浓缩海水中的病毒,把浓缩液滴置于铜网上,负染后镜检观察。
这项技术在检测病毒丰度的同时还能获取病毒形态方面的信息[5]。
但该项技术的检测的下限高,涉及到海水浓缩,染色,观察等诸多可能产生误差的环节,并且步骤繁琐,对操作人员的技术,仪器的要求都较高[6]。
1.2 表面荧光显微镜技术(efm)表面荧光显微镜技术是目前检测病毒丰度使用最为普遍的方法。
其测定操作的步骤为:将水样浓缩过滤于孔径为0.02 μm的滤膜上,然后用荧光染料染色固定,再放在荧光显微镜下观察计数。
efm 比tem检测更加精确,快速和节约成本。
但是这种方法的缺点是:无法识别病毒的形态特征以及感染能力;无法区分大的病毒颗粒和细菌[1];在计数时是否会把一些被染色的非病毒颗粒计算上也存在着疑问。
1.3 流式细胞计数法(fcm)fcm是一种高度灵敏的检测病毒丰度的手段,能够对样品进行快速精确的分析。
fcm对于环境样品的检测不存在一个检测限的问题,而且能够基于病毒颗粒体积大小和荧光强度区分自然水样中不同的病毒类群。
fcm分析也存在和efm相似的缺点[1]。
2.病毒生产力的估算方法由病毒介导的宿主死亡率可以通过病毒生产力的测定来估算。
目前为止使用过的病毒生产力的测定方法有以下几种[7]。
2.1 间接的方法—计算病毒死亡率由于海水中的病毒的数量是稳定不变的,那么病毒的生产力应该和死亡率是相同的,所以可以通过检测病毒的死亡率来估算病毒的生产力。
计算病毒的死亡率有几种不同的方法。
首先,在自然海水样品中加入抑制宿主活动的药剂来抑制新的病毒的产生,进而计算自然海水中病毒群落的变化,进一步计算死亡率[8]。
其次,向海水中加入某种特定的病毒,培养一段时间后检测该种病毒的效价的变化,进而估算整体病毒的数量变化[9]。
再次,向海水中加入荧光标记的病毒,黑暗培养,检测荧光病毒的数量及病毒总体数量的变化,从而计算病毒群落的死亡率[10]。
2.2 tem 检测宿主死亡率用tem 检测受感染细胞是估算由病毒引起的宿主死亡率和病毒生产力最早的方法之一[11]。
具体为在tem上观察细胞中有明显可见的病毒颗粒的细胞出现的频率,从而计算宿主的死亡率,并根据估计的每个细胞病毒裂解量大小来估算病毒生产能力。
2.3 放射性同位素标记该种方法是在海水样品中把病毒分离出来后,加入3h, 32p 或14c等放射性同位素标记的胸腺嘧啶或亮氨酸进行培养,然后通过闪烁计数计算结合到病毒核酸或蛋白上放射性同位素的数量,进而估算病毒生产力[12]。
这种方法会因细菌的存在而产生较大的误差和不稳定性。
2.4 稀释法稀释法是目前最为推崇的病毒生产力的估算方法[7]。
具体方法是使用切向过滤系统分离细菌和病毒,最终稀释海水中的病毒,避免或减少这一时刻的细胞在释放病毒之前受到新的侵染,分时取样,检测病毒在这一过程中的变化,从而计算病毒的生产力及病毒介导的宿主的死亡率[7, 13]。
3. 海洋浮游病毒多样性的研究方法病毒被认为是地球上生物多样性最高的生物实体之一。
目前人们对病毒多样性的了解还十分有限。
不像细菌中存在如16s rrna基因通用的分子标记那样,病毒中没有十分保守通用的基因,所以其多样性研究的难度较大[1]。
目前应用于病毒多样性研究的的分析方法有以下几种:3.1 基于pcr的保守基因的分析尽管整个病毒群落没有通用的保守分子标记,但对病毒进行全基因组比对分析时,在一些感染相关宿主的病毒类群中发现有一些基因具有保守性。
例如真核藻类病毒的dna聚合酶基因,蓝细菌病毒的衣壳组装蛋白基因g20,依赖于rna的rna聚合酶基因等基因[14-16]。
通过针对这些基因设计简并引物,并用其扩增环境样品,从而研究海洋生态环境中某些类群病毒的多样性特征。
3.2 脉冲场凝胶电泳(pfge)由于海洋浮游病毒基因组大小分布范围广,从几kb到几百kb不等,因此病毒基因组大小的分布情况在一定程度上可以反映群落结构的多样性。
脉冲电场凝胶电泳(pfge)是一项基因组指纹图谱分析技术,把不同大小的基因组以不同的条带分离开来,根据可识别的条带,揭示从海洋样品中提取出来的病毒在基因组大小组成上的多样性。
并且条带的深浅可以在一定程度上反映不同类群病毒的丰度[17]。
但需要注意的是不同的病毒可能会有相同或相近的基因组大小,所以pfge只能提供病毒多样性分析的最小估计。
把条带从胶上切割回收,用特异探针进行杂交分析或pcr分析,可以增加pfge分析的分辨率[18]。
3.3 病毒宏基因组分析虽然自然环境中的病毒群落很大,但因其基因组小,相对于细菌和古菌,建立病毒群落的宏基因组分析要容易很多。
病毒宏基因组的方法是用鸟枪法建立环境病毒基因组文库,然后通过测序来分析多样性。
病毒宏基因组学分析使环境中病毒的总类群的组成和结构的分析成为可能,在最大程度上反映病毒群落的多样性特征。
当然这个方法也面临着一定的挑战,如环境中存在着大量的游离的dna,会在一定程度上造成污染;病毒中存在能杀死克隆宿主的基因,不能克隆的基因以及修饰过的dna,并且rna和单链dna 病毒的检测在此方法中也受到一定的限制[19]。
4.海洋浮游病毒纯株的分离及其基本特征的测定海洋浮游病毒纯株的分离是在个体细胞及种群水平上研究病毒生态作用的基础,可以为研究病毒-宿主相互作用,病毒的基因组学分析提供更为详细的信息,从而更深入地探究病毒在生物地球化学过程及进化历程中的作用[20]。
4.1 病毒的分离病毒分离可以分为如下几个步骤:首先是富集,主要通过分离样品与宿主的共培养来实现。
对于病毒浓度比较低的样品,可在培养前进行浓缩,已提高侵染成功与富集的可能性。
其次是侵染实验,这部分可以根据宿主是否能在固体培养基上生长而分为双层平板法和液体法。
双层平板法通过是否有噬菌斑的出现来判定,而液体法通过重复侵染后宿主细胞培养液是否被裂解来判定,如果现象不明显则可通过计数,看病毒量是否增加。
再次是纯化,可以在固体培养基上生长的宿主可以通过双层平板法每次挖单斑实现,而不能在固体培养基上生长的宿主则通过梯度稀释法来实现纯化[20]。
经过3-5次的纯化,即可认为得到的病毒为纯株。
4.2 病毒基本特征的鉴定纯化后的病毒可以通过一步生长曲线来测定在特定宿主中的潜伏期与单细胞裂解量的大小;通过氯仿敏感实验来判断病毒粒子中是否含有脂类物质;通过透射电镜判定病毒的形态;通过全基因组测序和蛋白质组分析来了解其基因和蛋白组成等。
从而从个体水平上细致深入的了解病毒,并为其他生态学研究提供详细的信息与基础。
参考文献:[1] suttle, c.a. viruses in the sea [j]. nature, 2005,437(15): 356-361.[2] rohwer, f., thurber, r.v. viruses manipulate the marine enviro nment [j]. nature, 2009, 459: 207-212. [3] suttle, c.a. marine viruses-major players in the global ecosystem [j]. nature review, 5: 801-812.[4] 焦念志等. 海洋微型生物生态学[m]. 北京:科学出版社,2006.[5] borsheim, k.y., bratbak, g. & heldal, m. enumeration and biomass estimation of planktonic bacteria and viruses by transmission electron microscopy [j]. appl. environ. microbiol., 1990, 56(2): 352-356.[6] weinbauer, m.g., suttle c.a. comparison of epifluorescence and transmission electron microscopy for counting viruses in natural marine waters [j]. aquat. microb. ecol., 1997, 13: 225-232.[7] weinbauer m.g., rowe j.m., and wilhelm s.w.. determining rates of virus production in aquatic systems by the virus reduction approach [j]. mave chapter 1 2010: 1-8.[8] heldal, m., and bratbak, g. production and decay of viruses in aquatic enviro nments [j]. mar. ecol. progr. ser.,1991, 72: 205-212.[9] garza, d.r., and suttle, c.a. the effect of cyanophages on the mortality of synechococcus spp. and selection for uv resistant viral communities [j]. microb. ecol., 1998, 36(3): 281-292.[10] noble, r.t., and fuhrman j.a. rapid virus productionand removal as measured with fluorescently labeled viruses as tracers [j]. appl. environ. microbiol., 2000,66(9): 3790-3797.[11] proctor, l.m., okubo, a. and fuhrman, j.a. calibrating estimates of phage-induced mortality in marine bacteria: ultrastructural studies of marine bacteriophage development from one-step growth experiments [j]. microb. ecol., 1993, 25(2): 161-182.[12] steward, g. f., wikner, j., cochlan, w. p., smith,d. c., and azam, f. estimation of virus production in the sea: 2. field results [j]. mar. microb. food webs., 1992a,6(2): 79-90.[13] wilhelm, s.w., brigden, s.m., and suttle, c.a.a dilution technique for the direct measurement of viral production: a comparison in stratified and tidally mixed coastal waters [j]. microb. ecol., 2002, 43(1): 168-173.[14] chen f., suttle c.a., short s.m. genetic diversityin marine algal virus communities as revealed by sequence analysis of dna polymerase genes [j]. appl. environ. microbiol., 1996, 62: 2869-2874.[15] fuller n.j., wilson, w.h., joint, i., mann, n.h. occurrence of a sequence in marine cyanophages similar to that of t4 g20 and its application to pcr-based detection and quantification techniques [j]. appl. environ. microbiol.,1998, 64: 2051-2060.[16] culley, a.i., steward, g.f. new genera of rna viruses in subtropical seawater, inferred from polymerase gene sequences [j]. appl. environ. microbiol., 2007, 73:5937-5944.[17] weinbauer m.g. ecology of prokaryotic viruses [j]. fems microbiol. rev., 2004, 28, 127-181.[18] wommack, k.e., ravel, j., hill, r.t. and colwell,r.r. hybridization analysis of chesapeake bay virioplankton. appl. environ. microbiol., 1999, 65: 241-250.[19] edwards r.a. and rohwer f. viral metagenomics [j]. nature reviews, 2005, 3: 504-510.[20] middelboe, m., chan a.m., and bertelsen s.k. isolation and life cycle characterization of lytic viruses infecting heterotrophic bacteria and cyanobacteria [j]. mavechapter 13, 2010: 118-133.。