国科大博士生导师朱永官院士团队在土壤病毒群落对土地利用类型响应方面取得新进展

  • 图/文 朱永官院士团队 (中国科学院城市环境研究所)
  • 创建于 2022-10-26
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  病毒(Virus)是地球上种类最多样、数量最丰富的生物实体(biological entities)。目前保守估计病毒粒子在全球的数量可以达到1031个,生物量可以达到两亿吨,在整个地球生态系统中占据重要生态位。然而,目前对不同环境中的病毒的认识仍十分有限。截至2022年5月,上传到NCBI的已分离病毒数量只有104个数量级。大多数科学家认为我们对环境病毒的了解就像对宇宙中的暗物质一样,这也暗示着环境病毒群落中可能蕴藏未被发掘的巨大宝藏。 

  随着宏基因组学技术的发展,越来越多的科学家开始对环境病毒组进行研究,分析病毒的分布规律及生态学功能。然而,这些研究主要集中在水体环境,如海洋生态系统。由于土壤的高度复杂性,目前对土壤病毒的认识还十分有限。快速城市化进程导致农业用地面积减少,此外,林地和草地等自然景观也受到城市化进程影响。土地利用方式的改变将造成土壤植被、养分及理化性质变化,进而改变原来的生物地球化学循环。然而,目前对不同利用方式土壤微生物的研究,主要聚焦于细菌、真菌及土壤动物,往往忽视了土壤病毒。 

  基于此,中国科学院大学博士生导师、中国科学院城市环境研究所朱永官院士团队为探究土壤病毒群落对快速城市化过程中土地利用类型变化的响应,在福建省厦门市采集了来自森林、农田、菜地、公园及绿化带五种不同利用方式的土壤样品,采用病毒组学和宏基因组学技术对其病毒及细菌群落进行深入解析,获得了接近60,000个新的土壤病毒种群,扩充了对土壤病毒多样性的认知,揭示了病毒在不同土地利用类型中的分布规律,发现土地利用方式对土壤病毒群落结构的影响大于空间异质性,pH是驱动土壤病毒群落结构变化的重要环境因子;土地利用方式变化影响土壤病毒群落的生活方式并改变了病毒-细菌宿主互作模式;同时土地利用方式的变化导致土壤病毒生态位的分化,进而驱动了土壤病毒群落的演化。 

  相关研究结果以Response of soil viral communities to land use changes为题发表在Nature Communications上。廖虎博士生及李虎副研究员为论文共同第一作者,通讯作者为苏建强研究员。该研究获得国家自然科学基金面上项目(42177097)及创新群体项目(42021005)和“一带一路”国际科学组织联盟的资助(ANSO-PA-2020-18)的资金支持。

土壤病毒群落对土地利用方式的响应


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责任编辑:贺静蕾