Suppr超能文献

时空宏基因组学转录组揭示海洋病毒的动态感染及其对光合作用的重要贡献。

Dynamic marine viral infections and major contribution to photosynthetic processes shown by spatiotemporal picoplankton metatranscriptomes.

机构信息

Department of Biological Sciences, University of Southern California, 3616 Trousdale Pkwy, Los Angeles, 90089, CA, USA.

出版信息

Nat Commun. 2019 Mar 12;10(1):1169. doi: 10.1038/s41467-019-09106-z.

Abstract

Viruses provide top-down control on microbial communities, yet their direct study in natural environments was hindered by culture limitations. The advance of bioinformatics enables cultivation-independent study of viruses. Many studies assemble new viral genomes and study viral diversity using marker genes from free viruses. Here we use cellular metatranscriptomics to study active community-wide viral infections. Recruitment to viral contigs allows tracking infection dynamics over time and space. Our assemblies represent viral populations, but appear biased towards low diversity viral taxa. Tracking relatives of published T4-like cyanophages and pelagiphages reveals high genomic continuity. We determine potential hosts by matching dynamics of infection with abundance of particular microbial taxa. Finally, we quantify the relative contribution of cyanobacteria and viruses to photosystem-II psbA (reaction center) expression in our study sites. We show sometimes >50% of all cyanobacterial+viral psbA expression is of viral origin, highlighting the contribution of viruses to photosynthesis and oxygen production.

摘要

病毒对微生物群落具有自上而下的控制作用,但由于培养限制,它们在自然环境中的直接研究受到阻碍。生物信息学的进步使人们能够对病毒进行无需培养的研究。许多研究利用游离病毒的标记基因来组装新的病毒基因组并研究病毒多样性。在这里,我们使用细胞宏转录组学来研究活跃的全社区病毒感染。对病毒基因序列的招募可以跟踪随时间和空间的感染动态。我们的组装代表了病毒群体,但似乎偏向于低多样性的病毒分类群。追踪已发表的 T4 样蓝细菌噬菌体和浮游噬菌体的亲缘关系显示出高度的基因组连续性。我们通过将感染动力学与特定微生物分类群的丰度相匹配来确定潜在的宿主。最后,我们量化了在我们的研究地点中蓝细菌和病毒对光合作用 II 反应中心 psbA 表达的相对贡献。我们发现有时所有蓝细菌+病毒 psbA 表达的>50%是病毒来源的,这突出了病毒对光合作用和氧气产生的贡献。

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