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洪欣艺1,蔡易朗1,方嘉乐1,姚可侃2,李佳乐3,王懿祥4,白尚斌1,王楠1,周秀梅1*
Xinyi Hong1, Yilang Cai1, Jiale Fang1, Kekan Yao2, Jiale Li3, Yixiang Wang4, Shangbin Bai1, Nan Wang1, Xiumei Zhou1*
1 Jiyang College of Zhejiang A&F University, Zhuji, Zhejiang 311800, China
2 Hangzhou Xixi National Wetland Park Ecological and Cultural Research Center,Zhejiang Xixi Wetland Ecosystem Observation and Research Station,Zhejiang,Hangzhou 310030, China
3 School of Mathematical Sciences Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China
4 College of Envirommental & Resoure Science、Carbon Neutralization College of Zhejiang A&F University, Hangzhou 311300, China
摘要: 湿地病毒在有机碳循环中发挥关键作用,其携带的碳水化合物活性酶(CAZymes)基因可辅助碳代谢过程。为揭示城市湿地土壤病毒多样性特征及其碳代谢功能,本研究以杭州市西溪国家湿地为研究对象,选取乔灌草地、灌草地、芦苇地、浅滩和池塘五种典型生境,通过病毒宏基因组测序与生物信息学分析,系统探究了不同湿地生境类型土壤中病毒的多样性特征及其碳代谢基因组成。研究结果显示,五种生境的病毒丰富度、多样性存在显著差异(P<0.05),由高到低依次为灌草地>乔灌草地>芦苇地>浅滩>池塘;结构方程模型分析表明,该格局主要受土壤理化性质影响,对病毒多样性效应值排序依次为:pH>土壤湿度>SOC≈TN>土壤温度,对病毒宿主与病毒多样性的综合效应值贡献度依次为TN>SOC>土壤温度,病毒宿主对病毒多样性强显著(效应值=0.87);研究共鉴定出158个独特的碳水化合物运输与代谢(G)基因,包含13种碳水化合物活性酶基因。其中糖基转移酶占比最高(65.8%),表明土壤病毒在湿地碳循环中可能发挥重要作用。病毒功能基因的表达与分布受SOC和TN含量的显著影响,说明土壤养分状况与病毒生态功能有密切的联系。研究结果为深入理解碳循环的微生物调控机制提供了重要科学依据,对湿地保护与管理具有重要实践意义。