Le taux de rotation du virus dans les systèmes marins et d'eau douce peut être estimée par une réduction et la technique ne se reproduise. Les données permettent aux chercheurs de déduire les taux de mortalité microbienne virus de médiation dans les systèmes aquatiques.
Les virus sont des éléments omniprésents des systèmes marins et d'eau douce, et sont connus pour être des agents significative de la mortalité microbienne. Développer des estimations quantitatives de ce processus est essentiel que nous pouvons alors développer de meilleurs modèles de la structure des communautés microbiennes et la fonction ainsi que progresser notre compréhension de comment les virus de travail pour modifier les cycles biogéochimiques aquatiques. La technique de réduction des virus permet aux chercheurs d'estimer la vitesse à laquelle les particules virales sont libérées de la communauté microbienne endémique. En bref, l'abondance de la libre (extracellulaire) virus est réduite dans un échantillon alors que la communauté microbienne est maintenue à la concentration ambiante proche. La communauté microbienne est ensuite incubée en l'absence de virus libre et la vitesse à laquelle virus se reproduisent dans l'échantillon (par le biais de la lyse des membres qui sont déjà infectés de la communauté) peut être quantifiée par microscopie à épifluorescence ou, dans le cas des virus spécifiques, quantitatifs PCR. Ces taux peuvent ensuite être utilisés pour estimer le taux de mortalité microbienne due à la lyse cellulaire médiée par le virus.
Un élément essentiel dans l'influence de comprendre comment les virus communautés microbiennes marines est de déterminer la vitesse à laquelle particule virale sont produites. Étant donné que les abondances sont (plus ou moins) dans la plupart des systèmes statiques (Wilhelm & Suttle 1999, Weinbauer 2004), et que les virus sont supprimés ou rendus non infectieux plus rapidement dans les systèmes aquatiques (Wilhelm et al. 1998), puis les taux de production doit être relativement rapide pour remplacer les particules perdues.
L'estimation de la mortalité des virus cause à la communauté microbienne nécessite une connaissance de la façon dont de nombreux virus sont produits à chaque fois un virus lyse d'une cellule (la "taille de rafale"). Tailles irruption du virus dans des échantillons naturels peuvent varier considérablement. Tailles Burst peut être déterminée directement par microscopie électronique en transmission (par exemple, Weinbauer & Peduzzi 1994), mais cela est souvent au-delà des capacités d'un laboratoire donné ou pas toujours pratique. Dans les situations où ils ne peuvent pas être déterminée empiriquement, valeurs de la littérature de 24 virus par événement lytique peut être utilisé pour les systèmes marins et 34 pour les systèmes d'eau douce (Parada et al. 2006). Si le taux de production de virus est divisé par ce nombre, le résultat est l'abondance de cellules par volume détruit par un virus sur une base quotidienne. Les microbes lysées valeur peut alors être divisée par le stock permanent de l'abondance bactérienne résultant de la mortalité du virus induit pour le système en question: en vigueur les estimations vont de quelques pour cent à près de toute la population et sont souvent dépendants d'autres facteurs dans le système en question (Wilhelm & Matteson 2008). Pour déterminer le pourcentage de la mortalité totale ce nombre est souvent multiplié par deux (de travail de l'hypothèse que 50% des cellules passer à reproduire et à 50% des cellules sont perdues, Weinbauer 2004).
Étant donné que la biodisponibilité des nutriments et oligo-éléments (par exemple, N, P, Fe) peut limiter le taux de productivité primaire, et en tant que flux de carbone, par l'intermédiaire de systèmes aquatiques, et la compréhension du rôle de la mortalité microbienne virus conduit dans ce processus est devenu d'intérêt pour les géochimistes marins. Plusieurs estimations existent actuellement, qui suggèrent virus libérer une forte concentration d'éléments nutritifs vers la colonne d'eau sur une base quotidienne (Rowe et al. 2008, Higgins et al. 2009) et que ces éléments sont rapidement assimilés par la communauté microbienne (Poorvin et al. 2004, Mioni et al. 2005). Le taux de flux de nutriments dans l'environnement peut être déterminé en multipliant le nombre de cellules détruites par la quantité de nutriments par cellule (notée «quotas»). Cette information peut fournir un élément essentiel à notre compréhension de la façon dont les réseaux trophiques microbiens fonctionner à travers les systèmes aquatiques.
Les évolutions en cours: Les efforts actuels par une série de groupes de recherche concernent l'adaptation de la stratégie ci-dessus pour énumérer les virus spécifiques à l'intérieur de la communauté et, comme tels, afin de déterminer comment les organismes spécifiques sont influencées par l'activité des virus. Pour ce faire les chercheurs utilisent la réaction en chaîne polymérase quantitative (qPCR) pour estimer l'abondance des groupes de virus spécifiques ou des familles en parallèle pour les estimations de la communauté de virus total. Les résultats sont ensuite directement appliquées à fournir des estimations de la mortalité du virus, renouvellement des nutriments, etc pour les groupes planctoniques spécifiques. Cette approche nouvelle et puissante permettra aux chercheurs dans les prochaines années pour creuser plus profondément dans les processus liés à l'écologie du virus et, pour la première fois, de quantifier les interactions spécifiques du virus-hôte des communautés au-delà des contraintes des systèmes de laboratoire.
The authors have nothing to disclose.
La publication de cet article a été soutenu par une subvention du Bureau de la recherche à l'Université du Tennessee. Les auteurs remercient la génération précédente d'étudiants et de chercheurs qui ont travaillé à affiner ces procédures. La recherche a été soutenue par des subventions de la National Science Foundation (NSF-0851113, 0825405 et NSF NSF-0550485).
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
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2.5% p-phenylenediamine | Acros | 130575000 | Stock for Antifade | |
Amicon Proflux M12 system | Millipore | N/A | Any ultrafiltration device may be used for this step | |
SYBR Green I nucleic acid gel stain | Invitrogen | S-7563 | ||
Helicon S10 30kDa Filter | Millipore | CDUF010LT | ||
Pelicon XL filters 0.22 μm | Fisher | PXGVPPC50 | ||
GE 0.2 μm PCTE membrane filters (47mm) | Fisher | 09-732-35 | ||
Millipore Labscale Tangential Flow Filtration System | Millipore | XX42LSS11 | Other TFF systems may be used for this step | |
0.45 μm Micronstep, Cellulosic, white plain filters (25mm) | Fisher | E04WP02500 | ||
GE Whatman 0.02 μm Anodisc filters (25mm) | Fisher | 68-09-6002 | ||
Leica DMRXA microscope | Any epifluorescence microscope with a blue filter set may be used | |||
20L polycarbonate carboys | Fisher | |||
Glycerol | Fisher | BP229-4 | ||
PBS (0.05 M Na2HPO4, 0.85% NaCl, pH 7.5) | Fisher | BP329-500, S640-500 | ||
50% Glutaraldehyde | Fisher | G151-1 | ||
Corning 2 mL Cryovials-External Thread polypropylene | Fisher | 09-761-71 | Any cryovials may be used | |
Corning 5 mL Cryovials-External Thread polypropylene | Fisher | 09-761-74 | Any cryovials may be used | |
85% H3PO4 | Fisher | A242-212 | Spiral Membrane storage | |
NaOH pellets | Fisher | S318-3 | M12 cleaning | |
Graduated Cylinders | ||||
Isopore 0.8-μm pore-size membrane filter (142mm) | Millipore | ATTP14250 | ||
Millipore Stainless Steel Pressure Filter Holder (142mm) | Fisher | YY30 090 00 |