南海及西太平洋海区深海浮游病毒的生态特性及生态意义

As the most abundant biological entities, viruses play an important role in marine ecosystem and biogeochemical cycling. The ecological studies of marine virioplankton grow rapidly in recent years. However, most of the studies were limited in surface and euphotic ocean and few touched on deep-sea virioplankton. The present study will focus on viral ecology in deep-sea waters. The ecological characteristics of deep-sea viruses in the South China Sea and the Western Pacific Ocean will be investigated on opening cruises organized by NSFC. Environmental factors controlling viral abundance, production, decay, diversity and other ecological characteristics will be analyzed. High resolution analysis of deep-sea viral community structure will be performed with metagenomics by using pyrosequencing (454 sequencing). We will isolate bacteria and their phages from deep-sea samples, which will be used for the study of infection and anti-infection mechanisms of host-virus system. Using dilution and filtration techniques, we can investigate the effects of viruses to bacterial ecological characteristics (abundance, production, respiration, growth efficiency, diversity and community structure, etc.) and therefore, their ecological processes in deep-sea ecosystem. Eventually, our study will elucidate the role of viruses in deep-sea ecosystem of the South China Sea and the Western Pacific Ocean, which give us a better understanding of the ecological significance of marine virioplankton. Our study will also provide fundamental information to improve our knowledge of deep-sea ecosystem.

海洋浮游病毒生态学是当今生物海洋学的新兴领域，海洋病毒的生态学研究对全面认识海洋生态系统及海洋生物地球化学循环意义重大。到目前为止，海洋浮游病毒的生态学研究依然局限于海洋表层和真光层，人们对深海浮游病毒的认识依然十分有限。本研究拟抓住这一研究薄弱环节，率先在我国开展深海浮游病毒生态学研究：借助基金委开放航次，对我国南海以及西太平洋海区的深海浮游病毒进行系统的生态学研究，现场调查深海浮游病毒的生态特性及其环境调控因素；通过深度宏基因组测序深入研究深海浮游病毒的多样性和种群结构；通过深海病毒-细菌模式研究体系，了解深海病毒-宿主的感染-抗感染机制；评估深海病毒对宿主生态特性和生态过程的影响，了解病毒在深海生态系统中的作用。我们的研究将明确南海和西太平洋深海浮游病毒的生态环境意义，加强海洋病毒生态学薄弱环节的认识，有助于完善和加深人们对深海生态系统的理解。

海洋浮游病毒生态学是当今生物海洋学的新兴领域，海洋病毒的生态学研究对全面认识海洋生态系统及海洋生物地球化学循环意义重大。病毒通过感染和裂解宿主影响其丰度、生产力、群落结构和多样性等生态特性，从而影响物质和能量在海洋微生物食物网中的流动。到目前为止，海洋浮游病毒的生态学研究依然局限于海洋表层和真光层，人们对深海浮游病毒的认识依然十分有限。本研究抓住这一研究薄弱环节，率先在我国开展深海浮游病毒生态学研究。本项目对我国包括南海以及西太平洋海区的全球深海浮游病毒进行了系统的生态学研究，调查了深海浮游病毒的生态特性及其环境调控因素，发现自养微生物病毒对深海病毒的贡献；通过克隆文库和宏基因组测序研究了深海和沉积物病毒的多样性和种群结构，发现了表层浮游病毒的沉降影响了深海和沉积物病毒的多样性；通过病毒-细菌模式研究体系，了解了病毒-宿主的侵染机制；评估了深海病毒对宿主生态特性和生态过程的影响，了解病毒在深海生态系统中的作用；解析了深海病毒的来源及其参与的生物地球化学循环。我们的研究初步明确了南海和西太平洋深海浮游病毒的生态环境意义，加强了海洋病毒生态学薄弱环节的认识，有助于完善和加深人们对深海生态系统的理解。