科学家长期以来一直认为海洋病毒总是会迅速杀死藻类-他们错了

此图像描绘了在巴伦支海中重叠在E. huxleyi花朵的卫星图像上的Emiliania huxleyi细胞的病毒感染。

海洋藻类从病毒中获得了“妙招”。病毒不会立即杀死藻类，但会与它们和谐共处。

长期以来，科学家一直相信海洋病毒总是会迅速杀死藻类，但罗格斯（Rutgers）领导的研究表明，它们与藻类和谐共处，只有在藻类绽放已受到压力和濒临灭绝的情况下，病毒才能提供“政变”。

这项发表在《自然通讯》杂志上的研究可能会改变科学家如何看待藻类（也称为浮游植物）的病毒感染，尤其是病毒对生态系统过程（如藻华形成（和衰落）以及碳和其他化学物质的循环）的影响。地球。

主要作者，环境与生物学院海洋与海岸科学系前博士后本杰明·诺尔斯（Benjamin Knowles）说：“只有当被感染的藻细胞受到压力（例如当它们的营养耗尽时）时，这些病毒才会致命。”罗格斯大学新不伦瑞克分校的科学系现在就读于加州大学洛杉矶分校。他还是罗格斯大学地球，海洋与大气科学研究院的博士后。“我们认为这种全新的感染模式已经在海洋中广泛传播，并且从根本上改变了我们如何看待宿主与病毒之间的相互作用以及病毒对生态系统和生物地球化学循环的影响，因为它与人们长期以来都认为具有致命性的经典病毒模型相违背。并杀死细胞。”

生物地球化学循环是指通过生物体和环境循环的基本营养素，例如碳，氧，氮，磷，钙，铁和水。拟石藻藻作为其他藻类病毒系统的模型，是该研究的重点，并且是该过程的主要驱动力。

科学家们在实验室和挪威沿海水域受控的微型水华中研究了病毒与藻类的相互作用。他们专注于某种藻类的病毒感染，这种藻类负责在地球上产生大量的氧气和碳循环。一组被称为球藻病毒的海洋病毒通常会感染并杀死E。 Huxleyiover 1,000平方英里，可通过对地观测卫星从太空观看。

病毒最终使藻类细胞破裂，通过使其他生物能够利用能量和有机物质，从而为全球食物网做出了贡献。但是科学家发现，被感染的细胞不会立即死亡。相反，受感染的细胞会在数十英里的海水中繁殖繁殖，并以协调的方式死亡。在以前的研究中通常观察到这些动态，但是无法用藻类宿主和病毒在自然界中相遇的速率来解释。

Rutgers-New海洋与沿海科学系教授兼微生物海洋学家Kay D. Bidle说：“藻类和病毒具有准共生关系，使藻类细胞和病毒都能幸福地复制一段时间。”不伦瑞克和地球，海洋与大气科学研究所。“我们认为这些新发现的动力学也适用于整个海洋中的其他病毒-藻类相互作用，并且对于感染的工作方式至关重要。通过结合实验，理论和环境方法，我们的工作提出了一个模板来诊断其他系统中的这种类型的感染。”

比德尔说，藻类病毒的动态变化对感染的结果和碳的流动具有重要意义，并且可能导致二氧化碳被隔离或存储在深海而不是保留在上层海洋的情况。需要进一步研究以充分了解这些动力学的程度及其对生态系统和海洋中碳循环的影响。

参考：Ben Knowles，Juan A. Bonachela，Michael J. Behrenfeld，Karen G. Bondoc，BB Cael，Craig A. Carlson，Nick Cieslik，Ben Diaz，Heidi L撰写的“温和的病毒感染宿主系统中以前被认为具有致命的动力学作用” Fuchs，Jason R.Graff，Juris A.Grasis，Kimberly H.Halsey，Liti Haramaty，Christopher T.Johns，Frank Natale，Jozef I. ，Toby K.Westberry和Kay D.Bidle，2020年9月15日，Nature Communications.DOI：
10.1038 / s41467-020-18078-4

罗格斯（Rutgers）的合著者包括Juan A. Bonachela，Heidi L. FuchsandKimberlee Thamatrakoln教授；博士后研究员Karen Bondocand Jozef Nissomov，现为滑铁卢大学教授；妮可·西斯里克（Nicole Cieslik），他在罗格斯大学获得了学士学位；博士生Ben Diaz，Christopher T. Johns和Cliff Watkins；研究人员Liti Haramaty和Frank Natale；以及在罗格斯大学获得博士学位的布列塔尼·席勒（Brittany Schieler）。俄勒冈州立大学，国家海洋学中心（英国南安普敦），加利福尼亚大学，圣塔芭芭拉分校，加利福尼亚大学，默塞德大学和卑尔根大学（挪威）的科学家为这项研究做出了贡献。