海洋生態系における細菌群集の多様性と活性の支配要因としてのウィルス感染の役割

病毒感染作为海洋生态系统细菌群落多样性和活性的控制因素的作用

• 批准号: 04F04175
• 负责人: 永田 俊
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04175/
• 关键词: 微生物群集; 多様性; 細菌; フローサイトメトリー; ウィルス; シアノバクテリア; プロクロロコッカス; 微生物食物網

平成17年度に実施した白鳳丸による中部北太平洋赤道域から亜寒帯海域までの南北断面調査で得られた試料および船上で実施した操作実験から得られたサンプルの解析を進めた。表層から深層にいたる各深度で採水された全700サンプルをフローサイトメトリー法により分析し、ウィルス、細菌およびピコ植物プランクトンの細胞数の広域分布パターンとその支配機構に関する研究を推進した。その結果、北緯40度付近の移行域においてウィルスの極大が発見され、この海域においてウィルス感染が微生物群集の多様性に大きな影響を与えている可能性が示唆された。一方、亜熱帯環流域ではウイルス数が激減した。これは同海域における低生産性と紫外線照射の影響であると推察された。中層においては、細菌数、ウィルス数、細菌生産の間に強い正の相関が検出された。海域別では、高緯度(亜寒帯海域)で高く中緯度(亜熱帯海域)にかけて低下するが、赤道海域では再び上昇するという顕著なパターンが見いだされた。このことから、沈降性の有機粒子による表層から中層への有機物輸送が細菌群集の生産を高め、それがウイルス数の増大につながっていることが示唆された。これは、中層において、沈降フラックス→細菌→ウィルスという連鎖系が駆動していることを示す初めてのデータであり、海洋の食物網と物質循環を理解するうえでの重要な知見である。一方、深層においては、細菌群集の生物量や生産とウィルスとの相関は弱く、ウィルスと細菌数の比(V:B比)が深度とともに増加する傾向が見られた。このことから、海洋深層には大量のウィルスが貯留されており、微生物群集の活性や多様性に大きな影響を与えている可能性を示唆する。これらのデータをまとめ、それを第11回国際微生物生態学会議(於ウィーン)で発表するとともに投稿論文の準備を進めた。

我们分析了Hakuhomaru从北太平洋中部赤道进行的北部横截面调查获得的样品，到海洋亚北极水域，以及从船上进行的操作实验获得的样品。通过流式细胞仪分析了从表面到深处的每个深度收集的700个样品，以促进对病毒，细菌和picophytophoplankton及其管理机制的细胞计数的广泛分布模式的研究。结果，在40°N纬度的过渡区域发现了该病毒最大值，这表明该水域的病毒感染可能会对微生物群落的多样性产生重大影响。同时，在亚热带回收盆地中，病毒的数量急剧下降。估计这是由于同一水域生产率低和紫外线照射的影响。在中间层中，在细菌的数量，病毒数量和细菌产生之间检测到很强的阳性相关性。在海洋地区，它的高纬度（亚北极水）高，并且朝向中纬度（亚热带水）降低，但在赤道水中再次上升。这表明有机物从表面到中层的运输通过可沉积的有机颗粒增加了细菌群落的产生，从而导致病毒数量增加。这是第一个数据表明，沉积通量的链系统→细菌→病毒在中间层中驱动，并且是理解海洋食品网和材料循环的重要见解。另一方面，在深层中，细菌群落和病毒的生物量与生产之间的相关性很弱，并且病毒与细菌计数的比率（V：B比）趋于随深度的增加而增加。这表明大量病毒存储在深海中，这可能对微生物群落的活动和多样性产生重大影响。这些数据是在第11届微生物生态学国际会议（维也纳）上汇编并介绍的，并准备了提交文件。