摘要:海洋病毒是海洋环境中数量最多的生物群类,每毫升海水中病毒浓度通常为106-108个,在海洋生态系统中具有重要作用,可以促进生物进化、推动生物地球化学循环、构建浮游生物群落、调节水平基因转移等。因此,通过流式细胞仪分析海洋病毒的丰度和类型对于海洋生态系统多样性的研究具有重要意义。本文通过SYBR Green I法对海水中浮游病毒丰度和病毒类型进行分析。
关键词: 海洋病毒, 海洋生态系统, SYBR Green I染色, 流式细胞术
材料与试剂
仪器设备
实验步骤
结果与分析
Brussaard等通过流式细胞仪对14种不同类型的海洋病毒进行检测 (Brussaard,2004)。如图1所示,由于不同的病毒具有不同的核酸含量和不同的颗粒复杂度,因此通过流式细胞术可以将表现出不同的SYBR Green I荧光信号 (代表SYBR Green I染料与DNA结合量)和SSC信号 (代表病毒颗粒内部结构的复杂程度) 强度的海洋病毒进行区分。
图1. 12种不同病毒培养物和两个天然病毒样品 (NS 1和NS2)的SYBR Green I/SSC的细胞谱图 (使用最终浓度为0.5% 戊二醛固定,在80 °C下用SYBR Green I染色10分钟,最终稀释为5×105 cells/ml). 图中的方框所选的区域为要分析的目标病毒。 使用未经染色的无菌和0.2 μm孔径滤膜过滤的海水作为空白对照 (Brussaard,2004)。
Munn通过流式细胞仪对白化 (White Syndrome) 的珊瑚礁的病毒-宿主相互作用进行研究 (Munn,2006)。发现白化珊瑚 (图2B) 比健康珊瑚 (图2C) 所携带的病毒颗粒明显增加,说明珊瑚礁白化与珊瑚中的病毒颗粒可能具有密切关系。
图2. 流式细胞仪检测白化 (White Syndrome,WS) 珊瑚和健康珊瑚中病毒样颗粒. A. 作为参考,培养的EhV病毒 (~170 nm直径)的散点图;B. 来自WS病变的珊瑚样品检测结果;C. 代表从WS病变前方10厘米处收集的健康珊瑚组织。所有珊瑚样品在染色前均经0.2 μm过滤,所以没有检测到细菌群 (Munn,2006)。
Nicole等将珊瑚礁水体中细菌和病毒进行SYBR Green I染色 (Nicole等,2006),通过流式细胞术检测可以发现,健康珊瑚水体中存在两个明显的病毒群体V1和病毒群体V2,以及低核酸含量 (LDNA)细菌群和高核酸含量 (HDNA)细菌群 (图3)。说明通过流式细胞术对珊瑚礁水体中微生物菌群和病毒群进行动态分析,可用于判断珊瑚礁的生长特性。
图3. 一个典型的流式图显示在健康的珊瑚水体中具有细菌和病毒样颗粒 (VLP)群. 通过FITC标记的1 μm标准荧光微球设定流式参数。根据颗粒内部结构复杂程度 (SSC) 和DNA含量的差异 (SYBR Green I) 可以区分两个VLP种群 [即病毒种群1 (V1) 和病毒种群2 (V2)] 和两个细菌亚群 [即高DNA菌群 (HDNA) 和低DNA菌群 (LDNA)] (Nicole等,2006)。
致谢
本工作的顺利开展得益于国家自然科学基金项目 (资助号:81703555,81773063,U1505225和81273548)、国家重点基础研究发展计划 (973计划) 项目 (资助号:2015CB931804)、中国大洋专项课题 (资助号:DY135-2-13)、福建省科技厅平台项目 (资助号:2018N2001)、教育厅平台项目和中国博士后科学基金 (资助号:2017M620268)的经费支持。
参考文献
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