[口头报告]苔原土壤病毒组对气候变暖的响应

苔原土壤病毒组对气候变暖的响应
编号：820 稿件编号：3219 访问权限：私有 更新：2023-04-10 16:30:16 浏览：369次 口头报告

报告开始：2023年05月07日 13:55 （Asia/Shanghai）

报告时间：10min

所在会议：[19B] 19B、土壤科学与环境健康 » [19B-2] 19B-2 土壤科学与环境健康

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摘要
    北纬苔原土壤储存了大量的碳，约占全球土壤有机碳(SOC)储量的一半。历史记录表明，与气候变暖相关的温度升高在北纬地区比全球平均水平更快。持续的温度上升导致高度脆弱的多年冻土解冻，刺激以前被低温和冰冻条件限制的微生物对有机碳的降解。这可能最终导致大量土壤C转化为温室气体(主要是CO2和CH4)并排放到大气中。进一步加剧气候变暖。在这一过程中微生物活动起着关键作用。
    作为生态群落的重要组成部分，病毒已被研究发现是水生生态系统中微生物群落相互作用的中心。它们可以通过裂解影响微生物动力学，通过温和感染和微生物之间的基因水平转移调节微生物生理，通过编码辅助代谢基因(AMGs)直接影响海洋生物地球化学循环。虽然病毒在苔原土壤系统中的作用仍未得到充分研究，但由苔原土壤病毒编码的碳水化合物活性酶(CAZymes)和其他具有碳利用功能的AMGs已被证实在土壤碳循环中起着至关重要的作用。此外，最近的研究发现，在低温缺氧条件下，病毒可以通过主动感染对土壤碳循环至关重要的生物来调节碳循环过程，这突出了病毒作为对苔原土壤碳损失的主要群落构建剂的调节作用。因此，病毒编码的AMGs和病毒-微生物相互作用的变化对于整个苔原土壤微生物系统对气候变暖的响应可能至关重要。
    这项研究评估了阿拉斯加永久冻土地区两个深度(15 ~ 25 cm和45 ~ 55 cm)的病毒群落在约5年的实验升温中的反应。结果表明，总氮(N)、总碳(C)和土壤解冻时间等环境条件对病毒群落和功能基因组成及丰度有显著影响。虽然长期升温对两个深度的病毒群落组成没有影响，但病毒的功能对升温敏感，主要表现为病毒编码GHs在两个深度的升温组的数量增加，特定谱系VMRs改变。随着总碳的不断减少，病毒可能通过改变对产甲烷菌的侵染策略来缓解甲烷的释放。重要的是，病毒可以采用溶源和裂解的生活方式分别调控不同土壤深度的微生物群落，强病毒分流和改变病毒对微生物的捕食策略可能与45 ~ 55 cm更高丰度的微生物C代谢相关基因有关；同时，15 ~ 25 cm处由溶原病毒介导的HGT可能对GHs丰度的增加有重要贡献。这可能是导致不同深度微生物对变暖反应差异的主要因素之一。这项研究为病毒如何在群落和功能尺度上调节微生物对变暖的反应提供了新见解。
 
关键字
全球变暖,病毒组,病毒宿主相互作用,病毒生活史
报告人
樊祥宇
副教授 济南大学

稿件作者
樊祥宇 济南大学
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