定量宏转录组学揭示硅藻春季水华中RNA病毒驱动的交叠演替波次动态

《The ISME Journal》：RNA viruses as drivers of rapid diatom succession within a single bloom event

　　硅藻经常主导季节性浮游植物水华，并贡献了约40%的海洋初级生产力。病毒驱动浮游植物死亡和水华崩溃，但病毒如何调节硅藻水华动态尚未得到充分解决。在此，我们使用定量宏转录组学，在红海亚喀湾春季水华期间，以接近每日的分辨率追踪了硅藻及其相关病毒的时间模式。我们捕捉到了硅藻群落和细胞关联病毒圈中的不同阶段和快速重构。硅藻转录组分析表明，在特定分类群衰亡之前，应激和死亡通路已被激活。RNA病毒在水华中显现为主要的参与者，推测感染硅藻的RNA病毒在细胞内和细胞外组分中的波动揭示了连续活跃的病毒感染波次，这与病毒介导的硅藻死亡一致。相关性分析和密码子使用分析进一步将特定的硅藻分类群确定为已鉴定RNA病毒的潜在宿主。春季硅藻水华并非统一的"繁荣与崩溃"，而是由硅藻和病毒分类群在每日时间尺度上展开的交叠演替波次组成的马赛克。这些发现支持RNA病毒是硅藻周转的驱动因素，推进了我们对病毒如何在时间上构建多样化的硅藻群落以及硅藻水华在海洋系统中的生物地球化学轨迹的理解。