海洋病毒ppt演示课件

.,1,病毒: 海洋生态动力学和疾病学研究的创新点,.,2,传统海洋病毒学,海洋病原体学海洋食物链的动力学这两个领域支配着全球地球化学循环和宿主进化，并且具有重要的经济和环保的潜在价值。,.,3,海洋病毒的荧光染色(SYBR Green I stain 25)(1998.5.加利福利亚Santa Catalina岛附近5m海水),星云?,.,4,一、海洋病毒的介绍,海洋病毒:是海洋环境中土著性、超显微的、仅含有一种类型核酸DNA或RNA、专性活细胞内寄生的非细胞形态的一类微生物。能够通过细菌滤器，在活细胞外具有一般化学大分子特征，进入宿主细胞又具有生命特征。海洋病毒多种多样，具有形态多样性和遗传多样性。海水中病毒的分布，呈现近岸高，远岸低的特点。,.,5,1、海洋生物多样性,哺乳类鱼类无脊椎动物原生动物高等植物大型藻类浮游藻类蓝细菌真菌细菌病毒,由于技术原因，人们往往低估了病毒在水体中的丰度，因而忽视了它们在水环境中的作用,.,6,2、海洋病毒生态,海洋中最普通的生物群体丰度在107109个/ml (细菌丰度的525倍)几乎对所有海洋生物都有影响，是海洋生物化学循环中最大一环5%40%的海洋生物被病毒销毁近30海洋蓝藻和60游离异养菌的死亡与病毒有关地球26%的碳循环经海洋病毒完成。,.,7,各种海洋生物的丰度,.,8,3、海洋中病毒种类,噬菌体藻类病毒(噬藻体)浮游动物病毒无脊椎动物病毒脊椎动物病毒陆源生物病毒非感染性粒子,大小在20 nm一350 nm之间,.,9,、海洋病毒的存在方式,游离浮游吸附于无机或有机颗粒海洋生物非感染性携带海洋生物急性或慢性感染海洋生物溶源性感染,.,10,海水中噬菌体A, B: MyoviridaeC, D, E: SiphoviridaeF: Podoviridae. Bar=100nm. (自Proctor LM. 1997. Microsc Res Tech. 37 (2): 136161)细菌丰度与病毒丰度的相关性达到67 %,.,11,藻类病毒,已在40多个类群的真核藻类中发现了病毒或VLPs，它们分布于已知的14个纲中的11个纲。(van Etten, 1991)VLPs的致死作用是调节藻类种群结构、生物量和生产力的重要因子。(Bratbak, 1993)病毒的丰度与海水中叶绿素a 的含量及细菌的数量有很好的相关性,.,12,、海洋病毒生态,海洋各种生物有机会充分接触，有利于病毒传播及变异，使海洋系统成为极富多样性的原始病毒库。海洋病毒丰度随海洋生态变化而动态变化，藻类及细菌大量繁殖时，病毒的丰度升高。研究赤潮发生前后,水体中藻细胞的死亡率与病毒样颗粒(VLPs) 数量变动的关系,认识到VL Ps 的致死作用是调节藻类种群结构、生物量和生产力的重要因子。上层海水病毒数量较大，随深度增加丰度减少，接近海底又回升。,.,13,、海洋病毒的生态效应,感染藻类，影响海洋物质和能量流的启动泵；感染海洋细菌，影响海洋有机质循环链；感染浮游生物，影响海洋经济动物和高等动物食物链；感染海洋动物，影响海洋动物生态多样性。海洋生态系统种群结构、生物量和生产力重要调节因素，使系统内物质循环和能量流动更加多样化。影响许多生物地球化学过程和生态学过程：营养物循环、离子分布和沉积率、物种多样性和分布、基因传递、赤潮调控、全球变暖等。,其生态效应之广，其它任何物种均望尘莫及,.,14,自Fuhrman, J. Nature. 1999, 399:541548,浮游生物的病毒生态环,.,15,（）病毒影响光合作用,人工实验表明, 在海水中只要将2200 nm大小的病毒组份增加20%, 就能使光合作用效率减少达50%。 (Suttle et al, 1990, Nature, 387, 467469).海洋生物能量流、CO2循环(藻类和微生物)、全球气候变化(甲硫醚,DMS和DMSP)。,.,16,（）病毒在海洋生物间基因转移,噬菌体介导的基因转导转导率在 1.5810-83.710-8/PFU佛罗里达Tampa Bay河口每年发生 1.31014次转导事件!病毒介导海洋生物间的基因转导是海洋生态中最重要的基因水平转移机制。(自Jiang & Paul, App. Envir. Microbiol., 1998, 64, 8: 2780-2787.),.,17,海洋病毒的这种能力动摇了我们对微观世界的认识。,海洋病毒编码宿主基因：病毒的感染可以增加宿主的新陈代谢、免疫力、分布范围和进化能力参与光合作用，如蓝藻病毒携带有光合作用的基因海洋病毒介导共生菌或益生菌变为病原菌，如霍乱弧菌,.,18,海洋病毒多样性研究存在巨大困难,难于培养缺乏普遍的病毒基因标签宏基因组学应用于海洋病毒多样性的研究，已经表明100L海水（5000），1公斤沉积物中（100万）病毒的各个种类是在全球分布的，但每一类病毒的相对丰都受当地环境的限制。,.,19,二、海洋生物疾病的病毒生态,、经济海洋生物病毒传播特征已经发现100多种,其中鱼类16(10),甲壳类8种食物链伴随传播: 病毒的多宿主感染、人工饲料循环、种类蚕食水介导传播: 群集状态(人工养殖、野生群集)、病毒携带(物理富集、生物富集)垂直传播: 溶源感染,.,20,、病毒与海水养殖容纳量,病毒各种宿主的丰度变动游离病毒的丰度变动病毒存活时间病毒传播的空间因素变动宿主敏感性的变化,.,21,三、变异与新病毒发生,海量病毒库容紫外线和其它理化因素诱变遗传物质交换复杂生态系统中的宿主交替筛选大时空系统的海洋生物容量预测,.,22,四、海洋病毒的综合利用,赤潮治理有害细菌控制有害病原竞争性防治功能基因资源的开发新的基因操作载体,新的生态学技术,.,23,五、海洋病毒生态学关键技术,1、病毒分离浓缩和形态学鉴定技术（1）吸附洗脱的方法：膜吸附过滤、盐沉淀、吸附剂吸附等是常用的方法。膜吸附过滤-洗脱法被认为是比较好的病毒浓缩技术。（2）基于病毒的物理学特征：超速离心或透析2、病毒分子生物学鉴定主要有两种检测方法: (1) 核酸杂交检测病毒核酸,利用核酸探针、基因芯片检测病毒核酸。(2) 聚合酶链式反应( PCR) 检测病毒核酸。主要有两种基因分析方法：(1) 对病毒核酸的克隆或PCR产物做限制性酶切片段长度多态性分析(RFL P)。(2) 克隆或PCR 产物核酸序列分析,产物直接做核酸序列测定,与已公布的序列作比对,分析核酸基因型和基因多态性。,.,24,3、病毒的定量测定在海洋病毒的定量研究方面,主要有噬菌斑计数法( PFU) 、透射电镜技术( TEM) 、表面荧光显微技术( EIPFM) 和流式细胞计数仪计数( FCM) 等方法。,.,25,六、研究需求与展望,重点海区病毒分布、丰度、种类病毒分离物资源库和病毒基因库海洋病毒选择性生态分析技术海洋病毒基因芯片分析技术动态的病毒资源数据库病毒与各种海洋生物相互作用关系海洋生态和养殖生物疾病动态预报治理赤潮与海洋污染海洋生物多样性与生态平衡调节,近期,远期,.,26,7 研究实例1 淋巴囊肿病,淋巴囊肿病(Lymphocystis disease ,LCD) 是由虹彩病毒科淋巴囊肿病毒属的病毒感染而致的一种病毒病。该病侵染宿主范围广，已知至少42 科125 种以上的鱼可被该病毒感染。淋巴囊肿病是发现最早的鱼类病毒性疾病之一，鲈形目、鲽形目和钝形目中的一些种类都可感染。鲈鱼、真鲷、红斑笛鲷、石斑鱼、牙鲆、大菱鲆和东方纯等都曾发现过。 1998 年,该病在我国北方养殖牙鲆中大规模爆发，给养殖者造成了严重经济损失。,.,27,被淋巴囊肿病毒感染、并表现典型病症的牙鲆。,.,28,图 示体表、鳍小疱状肿胀物,图示鳍膜上肿状物,.,29,被淋巴囊肿病毒感染、并表现典型病症的鲈鱼。,.,30,7.1 淋巴囊肿病的介绍淋巴囊肿病是1874年发现的，当时认为是原虫引起的。1962年发现病毒粒子，1966年从鱼类成纤维细胞中分离出病原性病毒而得到证实。该病毒是网箱或工厂化养鱼的常见病，主要见于1龄鱼类，体长20-30cm，体重100-160g。病原:淋巴囊肿病毒粒子为正二十面体，大者200-250nm，小的130-150nm。可引起细胞病变，产生细胞质包涵体。,.,31,7.2 淋巴囊肿病的组织学特征牙鲆淋巴囊肿病毒中国分离株(lymphocystis disease virus isolated from China, LCDV-C) 体外感染的显微图片。显示LCDV-C 可在草鱼细胞(GCO)中增殖，并形成病变斑。(A)正常GCO对照细胞。 (B) LCDV-C接种1天后，GCO细胞的变化。 LCDV-C接种了3天后，在单层GCO细胞中形成的病变斑。,.,32,7.3 淋巴囊肿病的细胞学特征LCDV-C感染GCO细胞的电镜照片。(A)显示细胞中染色体固缩、形成空泡。(B) 主要显示核碎裂。,.,33,LCDV-C在GCO细胞中引起病变的显微照片。A、C、E为正常对照细胞；A、B由 Giemsa染色(100)，C、D、E和F由Hoechest 33258 染色(200)； A、B、C、D为普通光镜观察， E、F为荧光显微镜观察。,.,34,7.4 淋巴囊肿病的病状和诊断病理学特征:在鱼的体表和鳍上出现大小不一、呈白色、灰色、粉红色的乳头状的肿瘤状物，这些肿胀物有各个分散的，也有聚集成团或联成片的，严重患者密布于全身皮肤。囊肿细胞大小一般为0.1-0.5毫米，大者可达1毫米以上。除发生在鱼体表外，鳃、咽喉、肠壁、肠系膜、肝、脾、卵巢等器官上也可能出现。除引起鱼的外行难看外，还可导致鱼的免疫能力下降。肿瘤破裂时形成溃疡面，引起寄生虫、细菌等的继发性感染。病症较轻时，可自愈，2龄以上的鱼感染此病概率小。临诊:根据外观病状进行诊断和抗原-抗体反应。,.,35,7.5 流行情况 此病在10月至翌年5月，水温1025摄氏度时为流行的高峰期，在我国全年均可发生。网箱养殖的感染率可达60以上，池塘为2027。此病在2龄以上的鱼，一般不引起死亡，但鱼体较瘦，外表难看，失去商品价值；有的病鱼囊肿可脱落自愈。对1龄的幼鱼可引起死亡，发病后两个月内死亡率可达30,甚至到80%7.6 防治方法:（1）人工繁殖用亲鱼应严格检疫，确保为无病毒感染的健康鱼；不购买带有淋巴囊肿病毒病症的苗种鱼进行养殖。（2）对发病的养殖网箱或鱼池实施隔离，捞除病鱼并销毁；泼洒消毒剂和投喂抗菌药饵，防止继发性感染。,.,36,.,37,7.7 当前的研究内容快速监测：以利于选择无病毒的亲鱼可利用各种细胞系来培养病毒，以便进行研究，或制作弱毒或无毒疫苗研究抗体结构，如何提高其免疫能力。研究防治：对感染的病鱼如何进行治疗。,.,38,8 研究实例2 对虾白斑病毒,8.1 发病前的养殖概况1987年，中国科学院海洋研究所进行的对虾高密度养殖实验，可以达到1.98公斤/平方米，然后进一步研究，2.72公斤/平方米，最好的2.93公斤/平方米。大田也在800-900斤，现在是10-20斤。1993、1994年对虾养殖产量为3万吨和3.5万吨，1991、1992是世界首位，为14.5和14万吨。,.,39,8.2 对虾病毒种类,20世纪60年代首次报道甲壳纲病毒，目前海洋甲壳类病毒有30多种，其中对虾病毒有17种左右。分属于7个病毒科。最近几年，日本、中国、泰国对虾病爆发。对虾杆状核病毒（RV-PJ）、系统外胚层和中胚层杆状病毒（SEMBV）、皮下及造血组织坏死杆状病毒（HHNBV）、中国对虾杆状病毒（PCBV）、白斑综合症相关杆状病毒（WSBV）。,.,40,5种病毒引起的对虾个体病状、组织病理学相似。主要感染对虾的皮下组织、造血组织和结缔组织等。患病对虾头胸甲的内表面均有肉眼可辨的透明的十分明显的白斑，外胚层的所有组织都受到感染；病虾的肝胰腺肿大发白；感染细胞有典型的核肿大，不形成核形多角体或颗粒类包涵体。肠上皮、真皮和鳃等病变的细胞占到60-90%，造血组织细胞病变率在40-70%，有的组织细胞核无病变现象。同属于杆状病毒科无包涵体型杆状病毒亚群。统称白斑综合症病毒（WSSV）,.,41,1992年，在台湾北部的日本对虾中爆发，2-7天累计死亡率为100%。1993年在斑节对虾中也发现了白斑综合症，电镜下观察为无包涵体的杆状病毒粒子。为dsDNA,用Hind酶切，至少可获得22个片段。目前已经构建了WSBV基因组文库，建立了WSBV PCR诊断方法，制备成WSBV特异核酸探针，用于WSBV斑点杂交和Sourthern杂交检测。,.,42,7.3 病毒的传播途径,（1）水平传播健康虾摄食病虾尸体而感染。池养峡排出的带病毒粪便污染水体和饵料，健康虾经口被感染。接触感染，不管健康虾是否身体表面有损伤。不同病毒对不同对虾幼体的致病力存在报道上的差异。（2）垂直传播（在昆虫和鱼类中已有定论）卵巢传播：病毒经卵子传染给子代卵表传播：病毒附着在卵的表面，孵化时幼虫吞噬卵壳而引起经口感染。对虾中有无垂直传播尚没有定论