土壤病毒生态学研究方法

病毒是地球上最丰富的生物实体,每克土壤中可包含数以亿计的病毒,它不仅影响土壤中其它微生物的群落组成、土壤元素的生物地球化学循环,还会影响土壤微生物的物种进化,甚至影响植物、动物和人体健康。目前人们对土壤中病毒的种类及丰度、分布特征以及功能引起的生态环境效应还知之甚少。在概述病毒生态学研究方法的基础上,对土壤病毒的提取、纯化、定量及分子生态学方法等基本流程进行了比较分析,以期建立一套快速简便、高效稳定的适用于土壤病毒研究的方法,并用于研究土壤病毒的多样性及分布特征,探讨病毒在环境中的生存和传播机制,为土壤病毒的防控及开发利用提供支撑。     

新疆两种土地利用方式下土壤病毒的群落组成与功能特征

病毒作为食物网的重要组成部分，在生态系统中发挥着重要的功能。病毒能够影响宿主的死亡率、群落结构和进化，以及营养元素循环。但由于技术方法的限制，对土壤病毒的群落组成和功能特征还知之甚少。为探索不同土地利用方式下土壤病毒组特征，采集了新疆棉花地和荒漠土壤样品。通过宏病毒组学分析发现，棉花地土壤和荒漠土壤分别注释到20个和15个病毒科，单链DNA（ssDNA）病毒占优势，其中微小噬菌体科（Microviridae）占比最高。仅在棉花地土壤中检测到花椰菜花叶病毒科（Caulimoviridae）、逆转录病毒科（Retroviridae）、裸露病毒科（Nudiviridae）、多分DNA病毒科（Polydnaviridae）、杆状病毒科（Baculoviridae）和囊泡病毒科（Ascoviridae），其中大部分病毒属于植物病毒和昆虫病毒。本研究推测与土地利用方式相关的人为活动、土壤理化性质以及动植物的差异可能影响土壤病毒的群落组成。通过Virsorter共注释到1824条病毒contigs，主要为微小噬菌体科。进一步利用SEED数据库对病毒功能进行注释，发现两个土壤病毒组注释到的主要功能类似；在SEED level 2水平上，均以"Phage capsid proteins"和"Phage packaging machinery"占比最高。本研究可为进一步探索土壤病毒生态功能和土壤食物网提供数据支持。