?近日，國際微生物生態(tài)學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《The ISME Journal》在線發(fā)表了上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院蹇華嘩副研究員帶領(lǐng)的深海病毒研究小組（DVRT）的研究成果“Diversity and distribution of viruses inhabiting the deepest ocean on Earth”。蹇華嘩副研究員、博士生弋伊及博士畢業(yè)生王佳華為論文的共同第一作者，生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院肖湘教授為通訊作者。該研究同時(shí)得到了深部生命國際研究中心（IC-DLI）團(tuán)隊(duì)的支持。

深淵（hadal zone）是海洋中最深的區(qū)域（水深＞6000?m），組成了海洋垂直深度上的45%。深淵帶基本上都是由海溝組成，是目前地球上研究最少的環(huán)境之一。雖然早期深淵被認(rèn)為是生命的禁區(qū)，但近年來的研究顯示深淵具有獨(dú)特的生物群落結(jié)構(gòu)，以及活躍的生物地球化學(xué)過程。深淵具有高靜水壓、低溫、黑暗、寡營養(yǎng)等多重極端環(huán)境條件，作為海洋環(huán)境的一部分，其與上層海洋之間有著廣泛的物質(zhì)和能量交流，共同構(gòu)成了海洋乃至全球生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)整體。

病毒是海洋中豐度最高的生物類群，在表層海水中其豐度可達(dá)10⁷/ml，它們對海洋生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)能量循環(huán)和種群平衡調(diào)節(jié)發(fā)揮著不可或缺的作用。目前已有的海洋病毒研究主要集中在表層，我們對深海，特別是深淵環(huán)境中病毒的多樣性、特征及潛在的生態(tài)功能都知之甚少。針對這一現(xiàn)狀，該研究首先分析了來自于包括馬里亞納、雅浦、克馬德克在內(nèi)的三個(gè)海溝沉積物和水體樣品的19個(gè)宏基因組（原始數(shù)據(jù)量>1.9 Tb），通過一系列嚴(yán)格的viral contig的篩選和鑒定流程，構(gòu)建了目前為止最大的海溝病毒基因組數(shù)據(jù)庫（OTVGD），包含12710個(gè)非冗余的病毒基因組。

?

圖1. 海溝病毒基因組數(shù)據(jù)庫（OTVGD）的樣品來源（左圖）及海溝病毒蛋白之間的聯(lián)系（右圖）

序列分析表明海溝病毒具有極大的多樣性和新穎性，其中99%以上顯著區(qū)別于已知數(shù)據(jù)庫中的病毒基因組，80%以上無法歸到已知分類的病毒種屬。宿主匹配分析推測這些病毒它們可以侵染深淵中重要的功能微生物如Thaumarchaeota和Oleibacter。值得注意的是，分析提示病毒群體在不同海溝之間及海溝內(nèi)部存在著顯著的交流。與此同時(shí)，不同生境（海水/沉積物和深度分層海洋帶）的病毒群落表現(xiàn)出明顯的生態(tài)位依賴性分布模式和基因組特征。對馬里亞納海溝水體病毒分析表明：與上層海洋相比，深淵區(qū)的微生物和病毒可能更傾向于采取溶源性的生活方式。此外，該研究在深淵病毒基因組中發(fā)現(xiàn)了多種輔助代謝基因（AMG），并對一種新的病毒編碼的D-氨基酸氧化酶進(jìn)行了活性檢測和系統(tǒng)發(fā)育分析，推測它們在深淵微生物對難降解有機(jī)物的利用中發(fā)揮了重要作用。

?

圖2. 深淵海溝中病毒的豐度及分布特征

這些發(fā)現(xiàn)表明在深淵海溝中病毒存在極高的多樣性和之前未被揭示的分布特征，此外，環(huán)境驅(qū)動(dòng)了海溝病毒群落的多樣化，而病毒可能通過調(diào)節(jié)宿主的代謝，侵染關(guān)鍵微生物群落，從而顯著影響深淵生態(tài)系統(tǒng)。這項(xiàng)研究工作極大地拓展了我們對深淵海溝中病毒的認(rèn)知，為后續(xù)深入解析深海病毒的生命特征及生態(tài)功能提供了良好的基礎(chǔ)。

該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2018YFC0309800)、國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目(41921006)、水圈微生物重大研究計(jì)劃培育項(xiàng)目(91851113) 等項(xiàng)目的資助。

全文鏈接：http://www.nature.com/articles/s41396-021-00994-y?

版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺(tái)，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請聯(lián)系我們及時(shí)修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com