Вириопланктон в разных пресноводных экосистемах: роль вирусов в смертности гетеротрофных бактерий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.10, кандидат наук Стройнов, Ярослав Витальевич

• Стройнов, Ярослав Витальевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Стройнов, Ярослав Витальевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА 2. ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Водные объекты и краткая характеристика условий наблюдений на исследованных станциях

2.2. Методы исследования

ГЛАВА 3. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Б АКТЕРИОПЛАНКТОНА

3.1. Водохранилища

3.2. Реки

3.3. Озеро Севан

!

ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННОСТЬ И ПРОДУКЦИЯ ПЛАНКТОННЫХ ВИРУСОВ В РАЗНЫХ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ. ВИРУС-ИНДУЦИРОВАННАЯ СМЕРТНОСТЬ ГЕТЕРОТРОФНЫХ БАКТЕРИЙ

4.1. Вириопланктон водохранилищ

4.2. Вириопланктон рек

4.3. Озеро Севан

ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЗНАЧИМОСТИ ВИРУСОВ В СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПЛАНКТОННЫХ МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

Ррн - первичная продукция фитопланктона

ЕРрн- первичная продукция фитопланктона в столбе воды, интегральная первичная продукция

Ny - общая численность вирусов FDC - частота делящихся клеток

FVIC - частота отчётливо видимых инфицированных вирусами клеток бактерий

BS - среднее число вирусов в инфицированных клетках бактерий

FIC - доля инфицированных бактериальных клеток в общей численности

VMB - гибель бактерий вызванная вирусным лизисом

VIM - скорость вирус-опосредованной гибели бактерий

Рв- бактериальная продукция

Ру- продукция вириопланктона

Ту- время оборота численности вирусов

Nb - общая численность бактериопланктона

V - средний объём бактериальной клетки

Вв - общая биомасса бактерий

р. - удельная скорость роста

Nib - количество бактерий с прикреплёнными клетками вирусов Nav - количество вирусов прикреплённых к клеткам бактерий R - частота контактов между вирусами и бактериями

I

Ту - время оборота вирусов

DOC - количество органического углерода поступающего в водную среду в результате вирусного лизиса бактерий

Св - скорость потребления органического углерода гетеротрофным бактериопланктоном Вмс - биомасса микробного сообщества

Gi - потребление природными популяциями планктонных гетеротрофных нанофлагеллят свободных вирусов

G2- потребление природными популяциями планктонных гетеротрофных нанофлагеллят

вирусов, прикреплённых к бактериальным клеткам

GcyM - суммарное потребление бактериопланктона в водных экосистемах

кл. - клеток

ч. - частиц

РОС - количество взвешенного органического углерода в воде ГНФ - гетеротрофные нанофлагелляты

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Вириопланктон в разных пресноводных экосистемах: роль вирусов в смертности гетеротрофных бактерий»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Вирусы — мельчайшие существа-иждивенцы с простой биологической структурой, состоящей из одной или нескольких молекул РНК или ДНК (причем оба типа нуклеиновых кислот встречаются как в двуцепочечной, так и в одноцепочечной форме), заключенных в защитную белковую оболочку (капсид). Присутствие вирусов в водных объектах известно с середины прошлого века (Spencer, 1955; Крисс, 1959). Однако активные исследования их экологического значения в водных экосистемах начались только с работы Берга с соавторами (Bergh et al., 1989), которые обнаружили очень высокую концентрацию водных вирусов ((1.5-254) х 106 ч./мл), в основном классифицируемых как бактериофаги. В водной среде вирусы существуют в двух фазах: внеклеточной и внутриклеточной. Продуктивное размножение вирусов происходит только внутри живых клеток и, в случае литической инфекции, заканчивается гибелью (лизисом) клетки. Последующие исследования (Proctor, Fuhrman, 1990; Suttle et al., 1990; Нага et al., 1991) подтвердили очень высокую численность вирусов в различных водных местообитаниях и установили, что вирусы могут инфицировать большое количество гетеротрофных бактерий (до 45.7% общей численности) и вызывать высокую смертность бактериопланктона (до 128.2% суточной бактериальной продукции) (Peduzzi, Luef 2009). В результате вирусного лизиса бактерий значительное количество органического вещества не поступает на более высокие трофические уровни планктонной пищевой сети, а вновь используется бактериальным сообществом (Thingstad et al., 1993; Bratbak, Heldal, 2000).

В настоящее время общепризнано, что вирусы являются важной и неотъемлемой частью биологических сообществ водных экосистем. Они влияют на численность, видовой состав и разнообразие планктонных микроорганизмов, а также изменяют потоки вещества и энергии в микробных сообществах (Fuhrman, 1999; Noble et al., 1999; Bratbak, Heldal, 2000; Thingstad, 2000). Кроме того, вирусы являются посредниками генетического обмена внутри вида и между видами через трансдукцию (Jiang, Paul, 1998). Закономерности распределения и функционирования водных вирусов сложны и до сих пор недостаточно изучены. В связи с этим необходимость исследований роли вирусов-бактериофагов в функционировании микробного сообщества в разных водных экосистемах очевидна. Имеющиеся в литературе заключения о значении вирусов как компонента планктонных сообществ пресноводных

экосистем основаны на результатах исследований вириопланктона, главным образом, в озерах, и в меньшей степени, водохранилищах и реках (\Уоттаск, СоЬуеИ, 2000^етЬаиег, 2004; Рейит, Ьие£ 2009).

Исследования вириопланктона в пресноводных экосистемах России начались сравнительно недавно и пока весьма немногочисленны (Дрюкер, Дутова, 2009; Копылов, Косолапов, 2011). В тоже время сведения о количестве и активности вирусов необходимы для адекватной оценки структуры и функционирования планктонных сообществ водоемов и водотоков.

Цель н задачи исследований.

Цель работы - оценить роль вирусов в структуре и функционировании планктонных микробных сообществ в водохранилищах, реках и озере.

Для достижения цели, были поставлены следующие задачи:

1. Определить общую численность, биомассу и продукцию бактерий - основных хозяев планктонных вирусов.

2. Определить общую численность вириопланктона, в том числе: свободноплавающих вирусов, вирусов прикрепленных к стенкам бактерий и фагов, находящихся внутри бактериальных клеток.

3. Определить количество инфицированных клеток бактерий и их долю в общей численности бактериопланктона. Выяснить доли разных морфотипов бактерий в общем количестве инфицированных бактериальных клеток.

4. Определить вирус индуцированную смертность бактериопланктона и оценить поступление органического углерода в окружающую водную среду в результате вирусного лизиса.

5. Определить продукцию вириопланктона и время оборота общей численности вирусов.

6. Выяснить вклад вириопланктона в суммарную биомассу планктонных микробных сообществ в разных водных экосистемах. Сравнить гибель бактерий в результате вирусного лизиса с их потреблением простейшими. Оценить выедание вирусных частиц простейшими

Научная новизна и теоретическая значимость работы.

Результаты диссертационной работы существенно дополняют и расширяют имеющиеся в литературе сведения об обилии и активности планктонных вирусов в пресноводных экосистемах. Впервые в исследованиях экологии пресноводных вирусов определены: количество бактериофагов, прикрепленных к бактериальным клеткам, доли бактерий разных морфотипов в

общем количестве инфицированных клеток, вклад вирусов в общую биомассу планктонных микробных сообществ. Полученные данные вносят существенные изменения в общепринятую схему потоков органического вещества и энергии в планктонных системах.

Практическая значимость.

Выявленные закономерности распространения и активности планктонных вирусов в водоёмах и водотоках могут использоваться для разработки методов управления функционированием водных экосистем, при моделировании и прогнозировании процессов трансформации вещества и энергии в реках, озерах и водохранилищах разного трофического статуса, а также при обосновании и разработке системы мониторинга качества их вод.

Выявленная зависимость численности вирусов от трофического статуса пресноводной экосистемы (первичной продукции фитопланктона) может быть в дальнейшем использована в качестве индикатора экологического благополучия водоёмов и водотоков.

Апробация результатов диссертации.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на конференции «Молодая наука в классическом университете: секция биология» (Иваново, 2008), на XIV Школе-конференции молодых учёных с иностранным участием (Борок, 2010), международном III Байкальском микробиологическом симпозиуме (Иркутск, 2011), всероссийской конференции «Бассейн Волги в ХХ1-м веке: структура и функционирование экосистем водохранилищ» (Борок, 2012).

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Вирусы - мельчайшие существа-иждивенцы, неспособные к самостоятельной жизни вне заражаемых ими клеток (Агол, 1997). Общеизвестно, что вирусы могут вызывать заболевания, и их размеры очень малы. Есть вирусы, размножающиеся в клетках животных (позвоночных и беспозвоночных), другие обитают в растениях, третьи (бактериофаги или просто фаги) паразитируют на бактериях. Состав, размеры и форма вирусов весьма разнообразны. Схематически вирусы представляют собой наследственный материал, помещенный в защитную белковую оболочку (капсид), иногда содержащую также липидные и углеводные компоненты. В наследственном веществе - молекуле или нескольких молекулах РНК или ДНК закодирована «минимальная потребительская корзина»: ферменты для копирования (репликации) этих вирусных нуклеиновых кислот, а также белки, входящие в состав вирусной частицы (вириона). Если у всех невирусных организмов наследственное вещество - это двухцепочечные молекулы ДНК (цепочки которых комплементарны), то вирусы могут содержать не только ДНК, но и РНК, причем оба типа нуклеиновых кислот встречаются как в двуцепочечной, так и в одноцепочечной форме. Для каждого вируса характерна определенная форма нуклеиновой кислоты.

Вирусы-бактериофаги были открыты дважды: Туортом в 1915 и ди Хирелли в 1917 (Duckworth, 1987). Для вирусов, вызывающих лизис бактерий, ди Хирелли предложил название «бактериофаги», что буквально означает «поедатели бактерий».

Присутствие вирусов в водных объектах известно с середины прошлого века (Spencer, 1955, Крисс, 1959), но считалось, что их количество в водной среде не превышает численность бактерий. В тоже время некоторые исследователи предполагали, что вирусы могут оказывать существенное влияние на численность, видовой состав, скорость роста популяции, а так же на биохимические характеристики микроорганизмов (Wiebe, Liston, 1968). Огромный интерес и активные исследования экологического значения вирусов в водных экосистемах начались только с работы Берга с соавторами (Bergh et al., 1989), которые, используя значительно улучшенные методы исследования, обнаружили очень высокую концентрацию водных вирусов ((1.5-254) х 106 ч./мл), в основном классифицируемых как бактериофаги.

Хотя большая часть вирусов в водных средах представлена вирусами прокариот, вирусы эукариот так же вносят значительный вклад в суммарную биомассу вирусов. Размеры их капсидов варьируют от <20 до 400 нм, как правило, 30-70 нм. Доминирование меньших или больших капсидов в разных средах может отражать различия в структуре сообщества хозяев (различные прокариоты, водоросли и т.д.). Обычно для подсчёта вирусов используют два различных подхода. Непрямое определение титра методом посевов, а также методом «наиболее вероятного числа» постоянно используется для анализа качества воды, но редко в вирусной экологии. Поскольку не более 1% бактерий из естественных водоёмов растут на искусственных средах, а для выращивания вирусов необходим специфический хозяин, данные методы, как правило, серьёзно недооценивают общую численность бактериофагов. Несмотря на низкую эффективность культуральных методов в оценке вирусного обилия, они остаются незаменимыми для изоляции и отчистки систем фаг-хозяин (Wommack, Colwell, 2000).

Второй подход основывается на прямом учёте бактерий в пробе воды. В настоящее время есть три способа прямого учёта вирусов: трансмиссионная электронная микроскопия (ТЭМ) с предварительным контрастированием уранилацетатом, эпифлуоресцентная микроскопия и проточная цитометрия. Последние два метода требуют окрашивания флуорохромами, специфичными для нуклеиновых кислот. Для ТЭМ и эпифлуоресцентной микроскопии пробы необходимо предварительно концентрировать посредством

ультрацентрифугирования на сеточки (ТЭМ) или фильтрованием

(эпифлуоресцентная микроскопия). Как правило, подсчет посредством ТЭМ

»

занижает значение по сравненшо с эпифлуоресцентной микроскопией (по техническим причинам) и последний метод чаще используют для подсчёта общего вирусного обилия. Поточная цитометрия позволяет обрабатывать большое количество проб и позволяет обходиться без предварительной концентрации, но требует дорогого оборудования и высокой квалификации, а также не всегда применима в исследовании проб воды из естественных водоёмов. Все три метода имеют преимущества и недостатки. Использование ТЭМ приводит к недооценке вирусного обилия из-за таких технических проблем как неравномерное окрашивание и распределение вирусов на сеточках, смывание вирусов, низкие пределы обнаружения, а также невозможность определения нетипичных вирусных частиц (Нага et al., 1991; Hennes, Suttle, 1995; Weinbauer, Suttle, 1997; Bettarel et al., 2000). Для эпифлуоресцентной

микроскопии и поточной цитометрии одной из проблем является то, что ряд светящихся точек может быть молекулой ДНК, связанной с коллоидами, а не вирусом. Помимо этого сложно отличить крупные вирусы от бактерий. Хотя это и указывалось как проблема прямого подсчёта вирусов (Sommaruga et al., 1995), но если учитывать, что вирусов примерно в 10 раз больше бактерий, и только 10% из них достигают размеров бактерии (что, скорее всего, является преувеличением), то эта потенциальная ошибка измерения скорее является проблемой в оценке численности бактериопланктона, а не бактериофагов (Peduzzi, 2009).

В водной среде методом ТЭМ можно обнаружить различные вирусы, имеющие полигональные головки диаметром 20-160 нм, многие из которых имеют хвостовые отростки длиной 30-160 нм (сем. Myoviridae, Siphoviridae и Podoviridae). Необычно большие вирусоподобные частицы с диаметром капсида 340-400 нм были обнаружены в прибрежных водах Норвегии и Дании (Bratbak et al., 1992). Другие вирусы имеют нитевидную форму (семейство Inoviridae) и представляют собой гибкий стержень, содержащий одноцепочечную ДНК. В некоторых озерах в больших количествах встречаются крупные, нитчатые вирусы, длиной от 460 до 730 нм, паразитирующие на нитчатых гетеротрофных бактериях (Hofer, Sommaruga, 2001).

Численность свободных планктонных вирусов, определяемая с помощью эпифлуоресцентной микроскопии, в различных пресноводных экосистемах колеблется в очень широком диапазоне - от 0.02 х 106 ч./мл в олиготрофном (Hofer, Sommaruga, 2001) до 379 х 106 ч./мл в гипертрофном озере (Wilhelm, Smith, 2000) (табл. 1.1). В пресных водах соотношение вирус/бактерия (VBR) варьирует от 0.03 до 41 (в озерах Антарктики до 141), но, обычно, величина VBR находится в пределах 3-10 (Wommack, Colwell, 2000). В пресноводных экосистемах отношение вирус/бактерия, как правило, выше, чем в морских (Marager, Bird, 1995). Взаимозависимость между обилием бактерий и вирусов в водоёмах очевидна и подтверждается многочисленными сообщениями, однако причинно-следственные механизмы ещё до конца не изучены (Wommack, Colwel, 2000; Danovaro, 2003).

В водных экосистемах разного типа численность и активность вириопланктона регулируется многими биотическими и абиотическими факторами: концентрацией кислорода, уровнем трофии, температурой, светом (особенно ультрафиолетовой частью спектра), содержанием взвешенных органических веществ, концентрацией гуминовых соединений, структурой и

продукцией бактериопланктона, активностью бактериотрофных простейших и др. (Bratbak et al., 1990; Heldal, Bratbak, 1991; Smith et al., 1991; Wommack et al., 1992; Weinbauer, Peduzzi, 1994; Wommack, Colwell, 2000; Ciasen et al., 2008).

Таблица 1.1. Численность планктонных вирусов (ЪГу, 106 ч./мл) и отношение численности вирусов к численности бактерий (]Му / N3) в водной толще пресноводных экосистем

Водный объект (Страна) Nv Nv/NB Источник

Ультраолиготрофные, олиготрофные

Антарктические озера 1.01-3.28 1.4-23.4 Laybourn-Parry et al (2001)

Суб-Арктические озера 0.6-28.9 3.6-10.0 Säwström et al. (2008)

оз. Gaddtjarn (Швеция) 8.4-47.2 2.9-12.1 Vrede et al. (2003)

оз. Fisklostn (Швеция) 9.1-54.4 5.0-24.0 Vrede et al. (2003)

оз. Gossenkollesee (Австрия) 0.02-4.60 0.1-10.8 Hofer, Sommaruga (2001)

оз. Superior (Италия) 0.15-2.80 0.03-0.70 Tapper, Hicks (1998)

Мезотрофные

оз. Ладожское (РФ) 4.7-12.9 1.2-8.1 Сироткин, Гаврилова (2001)

оз. Севан (Армения) 20.6-75.9 3.2-12.9 Стройное и др. (2010)

оз. Pavin (Франция) 30-39 7.6-9.4 Bettarel et al. (2002)

оз. Constance (Германия) 10-40 - Hennes, Simon (1995)

оз. Saelenvannet (Норвегия) 200-300 40-50 Tuomi et al. (1997)

оз. Jiqui (Бразилия) 100-980 4-22 de Araujo et al. (2009)

р. Дунай (Австрия) 12-61 2-17 Mathias et al. (1995)

p. Svratka (Чехия) 1.9-58.1 0.1-16.4 Slovackova, Marsalek (2008)

p. Morava (Чехия) 1.7-47.4 0.1-8.2 Slovackova, Marsalek (2008)

оз. Erie 37-379 1.8-4.6 Wilhelm, Smith (2000)

Эвтрофные

в-ща Верхней Волги (РФ) 11.4-120.3 2.5 - 9.0 Копылов и др. (2011)

оз. Aydat (Франция) 25-99 4-14 Bettarel et al (2003)

в-ще Victoria (Шри Ланка) 31-59.4 11.6-18.7 Peduzzi, Schiemer (2004)

в-ще Minneriya (Шри Ланка) 39.6-77.0 9.7-23.6 Peduzzi, Schiemer (2004)

оз. Loosdrecht (Нидерланды) 72.7-92.9 8.6 - 57.4 Tijdens t al. (2008)

оз. Guiers (Сенега) 27-38 3.5-4.5 Bettarel et al. (2006)

в-ще Sep (Франция) 6-130 2.1-51.7 Pradeep et al (2005)

оз. Alte Donau (Австрия) 17-117 4.0-39.0 Fischer, Velimirov (2002)

Гипертрофные

оз. Donghu 743-2040 42-55 Liu et al. (2006)

Обозначения: оз. - озеро, в-ще - водохранилище, р. - река.

Концентрация вирусов в воде зависит от баланса двух факторов: скорости размножения, определяющей скорость гибели клеток-хозяев, и скорости распада (деградации) вирусов (Bratbak et al., 1994). Если известны скорости размножения и деградации, то можно рассчитать время оборота вирусов в популяции. Это время, которое необходимо для полной замены существующих вирусов новыми. Скорость размножения вирусов в природных условиях определить довольно трудно. Согласно Нобелю и Стюарту (Noble, Stewart, 2001), можно выделить шесть методов оценки размножения вирусов на уровне сообществ:

1. Подсчёт суммарных изменений вирусного обилия с течением времени (Bratbak et al., 1990). Недостаток данного метода заключается в том, что возможно наблюдать только суммарные изменения.

2. Сравнение скорости распада вирусов в нормальных сообществах и сообществах, в которых размножение вирусов подавлено, например, добавлением цианида (Heldal, Bratbak, 1991). При этом предполагается, что в стабильном состоянии вирусный распад должен уравновешиваться продукцией.

3. Оценка синтеза вирусной ДНК методом меченых атомов. В пробы вводят [ Н] тимидин или [ Р], отделяют от бактерий размерную фракцию вирусов и подсчитывают вирусоподобные частицы после обработки нуклеазами. Встроенные метки переводят в вирусное обилие, используя факторы пересчёта, полученные для изолятов и естественных сообществ (Fuhrman, Noble, 1995; Steward et al., 1992, 1996; Kepner et al., 1998). К сожалению, коэффициенты пересчёта сильно отличаются в разных работах.

4. Подсчёт ожидаемой продукции с помощью данных о скорости бактериального лизиса и значении burst size, полученных другими методами (например; ТЭМ, или методом разбавления вирусов) (Weinbauer et al., 1993; Steward et al., 1996). Данный подход основывается на надёжных данных по бактериальной продукции.

5. Измерение скорости разбавления трассера, с использованием вирусов, меченых флуорохромами (Noble, Fuhrman, 2000). С помощью этого метода удается одновременно определить как скорость размножения, так и скорость исчезновения вирусов. Для этого из пробы воды выделяют и концентрируют вирусы, метят их с помощью флуоресцентных красителей и помещают обратно в природную воду. Затем по содержанию флуоресцирующих вирусов в пробах воды с помощью стандартных методик подсчета рассчитывают скорости

распада и размножения. Скорость продукции вычисляют, используя суммарные

' î

изменения не меченого сообщества и темпы распада трассеров. Этот метод позволил установить, что вблизи южных берегов Калифорнии скорость оборота морских вирусов составляет 1-2 дня, и вирусы ответственны практически за всю смертность бактерий.

6. Подсчёт увеличения вирусного обилия с течением времени методом вирусного разбавления (или уменьшения), при котором повторной инфекции избегают путём уменьшения числа вирусов (Weinbauer et al., 1993; Wilhelm et al., 2002).

В пресных водах продукция вириопланктона может достигать десятков миллионов частиц на миллилитр в сутки, а время оборота общей численности вирусов колебаться от 0.1-0.3 сут до нескольких суток (Heldal, Bratbak, 1991; Mathias et al., 1995; Kepner, Wharton, 1998; Weinbauer, Hofle, 1998; Hofer, Sommaruga, 2001).

Под деградацией (распадом) вирусов понимают разные процессы: разрушение вирионов, поглощение их организмами, любой вывод вирусов из среды обитания, а также уменьшение со временем числа вирусных частиц, способных заражать клетки-хозяев. Обычно при «старении» вирион теряет способность к заражению клеток раньше, чем наступают заметные изменения его структуры. Процессы, вовлеченные в деградацию (распад) вирусов из водного столба, - неясны, но могут включать:

1. Оседание крупных частиц с прикрепленными вирусами (Proctor, Fuhrman, 1991);

2. Потребление свободных вирусов фаготрофными флагеллятами (скорость потребления невысокая - от 1.9 до 3.3 ч./(кл х час) (Suttle, Chen, 1992; Gonzalez, Suttle, 1993; Bettarel et al., 2005);

3. Разрушение вирусных частиц биоактивными молекулами, такими как экзоэнзимы, протеазы или нуклеазы, которые изымают нуклеиновые кислоты из капсида вирусов (Bratbak et al., 1994; Noble, Fuhrman, 1997, 1999);

4. Гибель, вызванная вириофагами. В последние годы ученые обнаружили три вируса, паразитирующих на вирусах (La Scola et al., 2008; Fischer, Suttle, 2011; Yau et al., 2011).

Первый вириофаг - Спутник (Sputnic virophage) - паразитирует на мимивирусе амебы Acanthamoeba polyphaga. В амебах, зараженных одновременно мимивирусом и вириофагом, значительно увеличивается доля дефектных вирионов мимивируса. Производство жизнеспособных вирионов мимивируса уменьшается примерно на 70%, при этом почти втрое снижается

смертность зараженных амеб. Второй вириофаг - Мавирус (Mavirus) - оказался паразитом жгутиконосца Cafeteria roenbergensis. Третий вириофаг - OLV (Organic Lake Virophagé), обнаруженный в Антарктиде, - специализируется на вирусах из сем. Phycodnaviridae, которые обитают в клетках хлореллы. Вириофаг OLV, паразитируя на вирусе водоросли, увеличивает продуктивность хлореллы. Жертвы этих вириофагов - крупные нуклеоцитоплазматические ДНК-содержащие вирусы, имеющие наиболее сложный структурированный геном. Кроме антарктических озер присутствие вириофага OLV отмечено в районе апвеллинга у Галапагосских островов, речных дельт Нью-Джерси и озерах Панамы. Следовательно, вириофагов можно считать широко распространенным и полноправным компонентом микробных трофических сетей.

Сильным разрушающим действием на вирусы обладает солнечный свет, точнее - его составляющие в диапазоне от ультрафиолета до синего света (Suttle, Chen, 1992; Noble, Fuhrman, 1997; Wilhelm et al., 1998). Однако чувствительность к свету изменяется в широких пределах: некоторые вирусы под его действием разрушаются со скоростью 40-80% в час, другие - менее 10% в час (Wommack et al., 1996; Joux et al., 1999). Солнечная радиация по-разному влияет на деградацию вирусных изолятов, выделенных из разных географических зон. Так бактериофаги, изолированные из Северного моря, быстрее разрушались под влиянием света, чем вирусы из умеренных зон, для которых отсутствие света или его недостаточность являлись отрицательным фактором (Noble, Fuhrman, 1997). Это свидетельствует об эволюционной приспособленности вирусов к местным световым условиям. Как и следовало ожидать, вирусы, обитающие в хорошо освещенных водах, адаптировались к солнечному свету и переносят его значительно легче, чем вирусы из бедных солнечным светом районов. Поскольку свет хорошо поглощается водой, его роль особенно велика вблизи поверхности. Но циркуляция воды приводит к тому, что для особо чувствительных вирусов даже в зонах ослабленного освещения солнечная радиация оказывается более губительной, чем любые другие механизмы разрушения.

Бактерии обладают способностью восстанавливать поврежденную солнечным светом ДНК (это явление называется фотореактивацией). При этом зараженные вирусом клетки восстанавливают и ДНК вирусного происхождения (Weinbauer et al., 1997; Wilhelm et al., 1998; Shaffler et al., 1999). В результате даже в сильно освещенных областях, несмотря на потенциально высокую скорость деградации, большинство вирусов оказывается способным к

продолжению инфекционного процесса (Bernstein, 1981; Furuta et al., 1997; Shaffler et al., 1999).

С помощью трёх морских фагов (LMG1-P4, PWH3a-Pl, LB1VL-P1) определяли скорость и способы разрушения вирусов в прибрежной морской воде. В отсутствии солнечного света скорость разрушения вирусов замедлялась, причём разные фаги разрушались с различной скоростью. Вирусы не разрушались, или разрушались очень медленно в морской воде, профильтрованной через фильтры с диаметром пор 0.2 мкм, а также в автоклавированной или подвергнутой ультрацентрифугированию морской воде. Однако разрушение вирусов продолжалось в обработанной цианидом морской воде. Авторы этого эксперимента пришли к заключению, что скорость разрушения вирусов связана с солнечной радиацией, а также с продуктами метаболизма бактерий (Suttle, Chen, 1992).

Вирусы - наиболее многочисленные компоненты биологических сообществ многих водных биоценозов, которые в благоприятных условиях способны размножаться очень быстро, причем их размножение всегда связано с гибелью клеток-хозяев. Поскольку вирусы не способны активно искать хозяев, вероятности заражения клеток определяются простыми вероятностными законами. Поэтому чем многочисленнее те или иные организмы, тем выше вероятность их заражения. Отсюда следует, что главными жертвами вирусов в морских и пресных водах являются бактерии и фитопланктон.

Исследованиями с использованием различных методов было выявлено, что в пресных водоемах от 0.7 до 4.3% общего количества бактерий содержали внутри клеток зрелые частицы фагов, т.е. от 4.9 до 26.5% всех бактерий были инфицированы бактериофагами, а вирус-индуцированная смертность составляет 5.4-45 % от суточной бактериальной продукции (Таблица 1.2). В одной бактериальной клетке может находиться до 500 фагов (Weinbauer, Hofle, 1998). Считается, что вирусы сильнее влияют на численность бактерий в эвтрофных водах, чем в олиготрофных. Однако есть данные, что в некоторых случаях вирусы оказывают незначительное влияние на плотность бактериальной биоты.

Таблица 1.2. Частота видимых инфицированных клеток бактерий (БУЮ, % от общей численности бактерий) и вирус-индуцированная смертность бактерий (УМВ, % от суточной бактериальной продукции) в водной толще пресноводных экосистем

Водный объект (Страна) FVIC VMB Источник

олиготрофные

оз. Gossenkollesee (Австрия) 0.9-2.3 7-21 Hofer, Sommaruga (2001)

Мезотрофные

оз. Севан (Армения) 0.3-2.2 (0.9)* 1.8-19.3 (7.3) Стройнов и др. (2010)

оз. Pavin (Франция) Bettarel et al. (2002)

5 метров 0.5-1.2 (0.8) 3.5-10.3 (6.4)

10 метров 0.7-3.5 (1.7) 6-33.7 (15.6)

р. Дунай (Австрия) 1-4 7.8-40.6 Mathias et al. (1995)

оз. Constance (Германия) 0-1.7 0-14.1 Hennes, Simon (1995)

в-ще Rimov (Чехия) 0.3-1.7 3-12 Hornak et al. (2005)

оз. Erie 17-23 Wilhelm, Smith (2000)

Эвтрофные

в-ща Верхней Волги (РФ) 0.8-5.8 (4.7) 6.1 -40.6 (22.3) Копылов и др. (2011)

оз. Aydat (Франция) 1.0-1.3 (1.1) 7-11.3 (9) Bettarel et al (2004)

в-ше Victoria (Шри Ланка) 1.6-3.2 13.2-30.4 Peduzzi, Schiemer (2004)

в-ще Minneriya (Шри Ланка) 2.7-4.4 24.5-46.1 Peduzzi, Schiemer (2004)

оз. Plußsee (Германия) Weinbauer, Hofle (1998)

Эпилимнион 0.7-2.6 (1.6) 5.4-23.1 (14)

Металимнион 1.8-4.1 (3) 15.2-45.0 (28.6)

Гиполимнион 3.5-9 (6.3) 34.6-128.2 (79.8)

оз. Guiers (Сенегал) 0.6-1.1 4.7- 9.1 Bettarel et al. (2006)

в-ще. Sep (Франция) 0.5-3.7 (1.6) 1.0-6.0 (2.1) Pradeep et al (2005)

оз. Alte Donau (Австрия) 2.8-9 (5) 20.8-126 (56) Fischer, Velimirov (2002)

* - минимальное - максимальное (среднее) значение

Вирусы в значительной степени влияют на видовое разнообразие бактериальных сообществ. Это стало особенно ясным после появления методики секвенирования (определения последовательности нуклеотидов) рибосомальной 16S-PHK, с помощью которой стало возможным определение видового разнообразия даже в тех случаях, когда микроорганизмы не удается культивировать. Даже если вирусы приводят к незначительному увеличению смертности организмов, они могут оказывать существенное влияние на относительную численность различных видов микроорганизмов в сообществе.

Поскольку вирусы перемешиваются пассивно, они чаще заражают клетки, плотность которых выше. Поэтому редко встречающийся вид-хозяин менее подвержен инфекции, чем более распространенный (Wommack, Colwell, 2000; Weinbauer, 2004). Согласно другой точке зрения на данный вопрос, доминантные виды бактерий являются наиболее устойчивыми к вирусной инфекции, а низкая численность минорных групп бактерий объясняется действием вирусного лизиса (Bouvier, Del Giorgio, 2007).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Стройнов, Ярослав Витальевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бульон В.В. Закономерности первичной продукции в лимнических экосистемах. СПб.: Наука. 1994. 222 с.

2. Гамбарян М.Е. Микробиологические исследования озера Севан. Ереван: Изд-во АН АССР. 1968.166 с.

3. Дрюккер В.В., Дутова Н.В., Бактериофаги как новое трофическое звено в экосистеме глубоководного озера Байкал // ДАН. 2009. Т. 427. № 2. С. 227-281.

4. Копылов А.И., Косолапое Д.Б. Бактериопланктон водохранилищ Верхней и Средней Волги. М.: СГУ. 2008. 377 с.

5. Копылов А.И., Косолапое Д.Б. Микробная «петля» в планктонных сообществах морских и пресноводных экосистем. Ижевск: КнигоГрад. 2011. 332с.

6. Копылов А.И., Косолапое ДБ., Заботтна Е.А. Распределение вирусов и их влияние на бактериопланктон в эвтрофном и мезотрофном водохранилищах // Биология внутр. вод. 2008. № 1. С. 49-57.

7. Косолапое Д.Б., Романенко A.B., Копылов А.И., Минасян A.M., Варданян Г.С. Количественное распределение бактериопланктона в озере Севан // Экология озера Севан в период повышения его уровня. Результаты исследований Российско-армянской биологической экспедиции по гидроэкологическому обследованию озера Севан (Армения) (2005-2009 гг.). Махачкала: Наука ДНЦ. 2010. С. 105-114.

8. Крисс А.Е. Бактериофаг в глубинах моря // Морская микробиология (глубоководная). М.: Изд. АН ССР. 1959. С. 256-261.

9. Литвинов A.C. Энерго- и массобмен в водохранилищах Волжско-Камского каскада. Ярославль.: Яросл. Гос. Тех. Ун-т. 2000. 83 с.

10. Литвинов A.C., Законнова A.B. Гидрологическая характеристика водохранилищ // Современная экологическая ситуация в Рыбинском и Горьковском водохранилищах: состояние биологических сообществ и перспективы рыборазведения. Ярославль: Изд-во ЯГТУ. 2000. С. 5-24.

11. Макиров К.А. Микробиология. Вирусология и иммунология. Алма-Ата: Казахстан. 1974. 372 с.

12. Минеева Н.М. Растительные пигменты в воде волжских водохранилищ // М. Наука. 2004. 156 с.

13. Минеева Н.М. Первичная продукция планетона в водохранилищах Волги. Ярославль: Принтхаус. 2009. 279 с.

14. Минеева Н.М., Литвинов .A.C., Степанова И.Э., Кочеткова М.Ю. Содержание хлорофилла и факторы его пространственного распределения в водохранилищах Средней Волги // Биология внутренних вод. 2008. № 1. С. 6877.

15. Оксиюк О.П., Щукинский В.Н., Брагинский Л.П. и др. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши // Гидробиол. журн. 1993. Т. 28. №4. С. 62-76.

16. Папченков В.Г., Бобров A.A. Оценка экологического состояния малых рек ярославской области по высшей водной растительности // Экологическое состояние малых рек Верхнего Поволжья. М: Наука. 2003. С. 291-296.

17. Романеко В.И., Кузнецов С.И. Экология микроорганизмов пресных водоёмов. JI. -.наука. 1974. 194 с.

18. Сироткин А.К., Гаврилова О.В., Волошко Л.Н., Громов Б.В. Вирусы в планктоне Ладожского озера // ДАН. Т. 378. № 3. С. 427-429.

19. Стройное Я.В., Косолапое Д.Б., Копылов А.И. Вирусы в планктоне озера Севан // Экология озера Севан в" период повышения его уровня. Результаты исследований Российско-армянской биологической экспедиции по гидроэкологическому обследованию озера Севан (Армения) (2005-2009 гг.). Махачкала: Наука ДНЦ. 2010. С. 115-123.

20. Тифенбах О.И. Численность бактерий и продукция их биомассы в воде озера Севан//Микробиология. 1982. Т. 51. № 4. С. 78-81.

21. Тшоненков Д.В. Структура сообществ и количественное обилие планктонных гетеротрофных жгутиконосцев (Protista) реки Ильдь (Ярославская область) // Экосистемы малых рек: биоразнообразие, экология, охрана. Матер, конф. М. 2008. с. 292-294.

22. Эделъштейн К.К. Формирование, перемещение и трансформация водных масс в Горьковском водохранилище. Автореф. дисс. Соискание учен, степени канд. геогр. Наук. М. 1964. 16 с.

23. Экология озера Севан в период повышения его уровня. Результаты исследований Российско-армянской биологической экспедиции по гидроэкологическому обследованию озера Севан (Армения) (2005-2009 гг.). Махачкала: Наука ДНЦ. 2010. 33 8 с.

'■УЧУ

24. Экологические проблемы Верхней Волги. Ярославль.: Яросл. Гос. Тех. Ун-т. 2001.427 с.

25. Almeida М., Cunha М., Alcantara F. Loss of estuarine bacteria by viral infection predation in microcosm conditions // Microb. Ecol. 2001. V.42. P. 562-571.

26. Baudoux, A.-C., Noordeloos, A. A. M., Veldhuis, M. J. W. & Brussaard, C. P. D. Virally induced mortality of Phaeocystis globosa during two spring blooms in temperate coastal waters // Aquatic Microbial Ecology 2006. V. 44. P. 207-217.

27. Bergh O., Borsheim G., Bratbak G., Heldal M. High abundance of viruses found on aquatic environments //Nature (London). 1989. V. 340. P. 467-468.

28. Berninger U-G., Finlay F.J., Kuuppo-Leinikki P. Protozoan control of bacterial abundances in freshwater//Limnol. Oceanogr. 1991. V. 36. P. 139-147.

29. Bernstein C. Deoxyribonucleic acid repair in bacteriophage // Microbiol. Rev. 1981. V. 45. P. 72-98.

30. Bettarel Y., Amblard C., Sime-Ngando Т., Carrias J.-F., Sargos D., Garabetian F., Lavandier P. Viral lysis versus flagellate grazing as factors regulating bacterial abundance in a oligomesotrophic lake: a short term study// Microb. Ecol. 2003. V.42. P. 119-127.

31. Bettarel Y., Bouvy M., Dumont C., Sime-Ngando T. Virus-bacterium interactions in water and sediment of West African inland aquatic systems // Appl. Environ. Microbiol. 2006. V.72. №8. P. 5274-5282.

32. Bettarel Y., Sime-Ngando Т., Amblard C.,Carrias J.-F., Sagros D., Garabetian F., Lavandier P. The functional importance of bacteriophages in the microbial loop of an oligomesotrophic lake over a diel cycle // Ann. Limnol. 2002. V. 38. №4. P. 263-269.

33. Bettarel Y., Sime-Ngando Т., Amblard C., Dolan., J. Viral activity in two contrasting lake ecosystems // Appl. Environ. Microbiol. 2004. V.70. №5. P. 2941-2951.

34. Bettarel Y., Sime-Ngando Т.,Amblard C., Laveran H. A comparison of methods for counting viruses in aquatic systems // Appl. Environ. Microbiol. 2000. V. 66. P. 2283-2289.

35. Bettarel Y., Sime-Ngando Т., Bouvy M., Arfi R., Amblard C. Low consumption of virus-sized particles by heterotrophyc nanoflagellates in two lakes of the French Massif Central //Aquat. Microb. Ecol. 2005. V.39. P. 205-209.

36. Binder B. Reconsidering the relationship between virally induced bacterial mortality and frequency of infected cells // Aquat. Microbial. Ecol. 1999. V.18. P. 207-215.

37. Boteva S., Kenarova A., Traykov I., Bogoev V. Vertical distribution of bacterioplankton in Dolnoto Lake - Seven Rila Lakes // Biotechnol. Eq. 2009 V. 23. SE. P. 365-368.

38. Bouvier T, Del Giorgio PA. Key role of selective viral-induced mortality in determining marine bacterial community composition // Environ. Microbiol. 2007. V.9. P. 289-297.

39. Bratbak G., Eggie J.K., Heldal M. Viral mortality of the marine alga Emiliania Huxley (Haptophyceae) and termination of algal blooms // Mar. Ecol. Prog. Ser.

1993. V. 93. P.39-48.

40. Bratbak G., Heldal M. Viruses rule the waves: The smallest and most abundant members of marine ecosystems // Microbiology Today. 2000. V. 27. P. 171-173.

41. Bratbak G., Heldal M, Norland S., Thingstad T.F. Viruses as partners' in spring bloom microbial trophodynamics // Appl. Environ. Microbiol. 1990. V.56. P. 14001405.

42. Bratbak G., Heldal S., Norland S., Thingstad T.F., Riemann B., Haslund O.H. Incorporation of viruses into the budget of microbial C-transfer. A first approach // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1992. V.83. P. 273-280.

43. Bratbak G., Jacobsen A., Heldal M. Viral lysis of Phaeocystis pouchetii and bacterial secondary production // Aquat. Microb. Ecol. 1998. V. 16. P. 11-16.

44. Bratbak G., Thingstad F., Heldal M. Viruses and the microbial loop // Microb. Ecol.

1994. V. 28. P. 209-221.

45. Brussaard C.P.D. Viral control of phytoplankton population - a review // The Journal of Eukaryotic Microbiology. 2004. V. 51. № 2. P. 125-138.

46. Callieri C., Heinimaa S. Microbial loop in the large subalpine lakes // Mem. 1st. Ital. Hidrobiol. 1997. V. 56. P. 143-156.

47. Caron D.A. Technique for enumeration of heterotrophic and phototrophic nanoplankton, using epifluorescence microscopy and comparison with other procedures // Appl. Environ. Microbiol. 1983. V. 46. № 2. P. 491-498.

48. Clasen J.L., Brigden J.P., Payet J.P., Suttle C.A. Evidence that viral abundance across oceans and lakes is driven by different biological factors // Freshwater Biology. 2008. V. 53. № 6. P.1090-1100.

49. Cochran P.K., Kellogg C.A., Paul J.H. Prophage induction of indigenous marine lysogenic bacteria by environment pollutants // Mar. Ecol. Prog. Ser.1998. V. 164. P. 125.

50. Cottrel M.T., Suttle C.A. Dynamics of a lytic virus infecting the photosynthetic marine

picoflagellate Micromonaspussila II Limnol. Oceanogr. 1995. V. 40. P. 730-739.

51. Danovaro R. Impact of pollution on marine viruses, bentic viral production and lysogeny // Ecology of marine viruses (Bnuls-sur-mr, 19-22 March 2003). CIESM Workshop Monographs - Monaco. 2003. № 21. P. 45-46.

52. Danovaro R., Corinaldesi C., Filippini M, Fischer U.R., Gessner M.O. Jacquet S., Magagnini M., Velimirov B. Virobenthos in freshwater and marine sediments: a review // Freshwater Biology. 2008. V. 53. P. 1196-1213.

»

53. de Araujo M.F.F., Godinho M.J.L. Short-term variations of virus-like particles in a tropical lake: relationship with microbial communities (bacteria, ciliates and flagellates) // Microbiological research.2009. V. 164. P. 411-419.

54. Duckworth D. History and basic properties of bacterial viruses // Phage ecology. John Wiley & Sons, Inc., Ney York. N.Y. 1987.P. 1-43.

55. Fenchel T. Ecology of heterotrophic microflagellates. II. Bioenergetics and growth I I Mar. Ecol. Prog. Ser. 1982. V. 8 P. 225-231.

56. Fenchel T. Ecology of heterotrophyc microflagellates. IV. Quantitative occurrence and importance as bacterial consumers // // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1982. V. 9 P. 35-42.

57. Fischer M.G., Suttle C.A. A virophage at the origin of large DNA transpositions // Science. 2011. V. 332. P. 231-234.

58. Fischer U.R., Velimirov B. High control of bacterial production by viruses in eutrophic oxbow lake // Aquat. Microb. Ecol. 2002. V. 27. P. 1-12.

59. Fuhrman J.A. Marine viruses and their biogeochemical and ecological effects // Nature. 1999. V. 399. P.541-558.

60. Fuhrman J.A., Noble R.T. Viruses and protists cause similar bacterial mortality in coastal seawater // Limnol. Oceanogr. 1995. V.40. P. 1236-1242.

61. Furuta M, Schrader J.O., Schrader H.S., Kolgohn T.A., Nyaga S., McCullough A.K., Lloyd R.S., Burbank D.E., Landstein D., Lane L., Van Etten J.L. Chlorella virus PBCB-1 encodes a homolog of the bacteriophage T4 UV damage repair gene denV // Appl. Environ. Microbiol. 1997. V. 63. P. 1551-1556.

62. Gons H.J., Ebert J., Hoogveld H.L., Hove L., Pel R., Takkenberg W., Woldringh C.J. Observations on cyanobacterial population collapse in eutrophic lake water // Antonie van Leeuwenhoek. 2002. V. 81. P. 319-326.

63. Gonzalez J.M., Suttle C.A. Grazing by marine nanoflagellates on viruses and virus-sized particles: ingestion and digestion // Marine Biol. 1993. V. 94. P. 1-10.

64. Guixa-Boixareu N., Calderon-Paz J.I., Heldal M., Bratbak G., Pedros-Alio C. Viral lysis and bacterivory as prokaryotic loss factors along a salinity gradient// Aquat. Microb. Ecol. 1996. V. 11. P. 215-227.

65. Guixa-Boixereu N., Lysnes K., Pedros-Alio C. Viral lysis and bacterivory during a phytoplankton bloom in a coastal water mesocosm // Appl. Environ. Microbiol. 1999. V.65. P. 1949-1958.

66. Hara S., Terauchi K., Koike I. Abundance of viruses in marine waters: assessment by epifluorescence and transmission electron microscopy // Appl. Environ. Microbiol. 1991. V. 57. P. 2731-2734.

67. Heldal M., Bratbak. G. Production and decay of viruses in aquatic environments // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1991. V. 72. P. 205-212.

68. Hennes K.P., Simon V. Significance of bacteriophages for controlling bacterioplankton growth in a mesotrophic lake // Appl. Environ. Microbiol. 1995. V.61. №1. P. 333-340.

69. Hennes K.P., Suttle C.A. Direct counts of viruses in natural waters and laboratory cultures by epifluorescence microscopy // Limnol. Oceanogr. 1995. V. 40. P. 10501055.

70. Hewson /., O'Neil J., Heil C., Bratbak G., Dennison W. Effects of concentrated viral communities on photosynthesis and community composition of co-occuring benthic microalgae and phytoplankton // Aquat. Microb. Ecol. 2001. V.25. P.l-10.

71. Hill R.W., Cottrell M.T., Dacey J.W.H. Virus-mediated total release of dimethylsulfoniopropionate from marine phytoplankton: a potential climate process // Aquat. Microb. Ecol. 1998. V. 14. P. 1-6.

72. Hofer J., Sommaruga R. Seasonal dynamics of viruses in an alpine lake: importance of filamentous forms // Aquat. Microb. Ecol. 2001. V. 26. P. 1-11.

73. Honjo M., Matsui K., Ueki M., Nakamura R., Fuhrman J.A., Kawabata Z. Diversity of virus-like agents killing Microcystis aeruginosa in a hyper-eutrophic pond // Journal of Plankton Research. 2006. V.28. P.407-412.

' p

74. HornakK., Masin M, Jezbera J., Bettarel Y., Nedoma J., Sime-Ngando T., SimekK. Effects of decreased resource availability, protozoan grazing and viral impact on a structure of bacterioplankton assemblage in a canyon-shaped reservoir // FEMS Microb. Ecol. 2005. V. 52. P. 315-327.

75. Jiang S.C., Paul J.H. Significance of lysogeny in the marine environments: studies with isolates and a model of lysogenic phage production // Microb. Ecol. 1998. V.35. P. 235-243.

76. Joux F., Jeffrey W.H., Lebaron P., Mitchell D.L. Marine bacterial isolates display diverse responses to UV-B radiation // Appl. Environ. Microbiol. 1999. V. 65. P. 3820-3827.

77. Kepner R.L., Wharton R.A., Suttle C.A. Viruses in Antarctic lakes // Limnol. Oceanogr. 1998. V.49. P. 599-607.

78. Landry M.R., Hassett R.P. Estimating the grazing impact of marine microzooplankton // Marine Biol. 1982. V. 67. P. 283-288.

79. La Scola B., Desnuess C., Pagnier I., et al. The virophage as a unique parasite of the giant mimivirus //Nature. 2008. V.455. P. 100-104.

80. Laybourn-Parry J., Hoffer J.S., Sommaruga R. Viruses in the plankton of freshwater and saline Antarctic lakes // Freshwater biology. 2001. V. 46. P. 1279-1287.

81. Lawrence J., Chan A., Suttle C. A novel virus (HaNIV) causes lysis of the toxic

bloom-forming alga, Heterosigma akashvwo (Raphidophyceae) // J. Phycol. 2001. V. 37. P. 1-7.

82. Liu Y.M., Zhang Q.Y., Yuan X.P., Li Z.Q., Gui J.F. Seasonal variation of virioplankton in a eutrophic shallow lake // Hydrobiologia. 2006. V. 560. P. 323-334.

83. Malin G., Wilson W.H., Bratbak G., Liss P.S., Mann N.H. Elevated production of dimethylsulfide resulting from viral infection of cultures of Phaecocystis pouchetii II Limnol. Oceanogr. 1998. V. 43. P. 1389-1393.

84. Mann N.H. Phages of the marine cyanobacterial picophytoplankton // FEMS Microbiology Reviews. 2003. № 27. P. 17-34.

85. Marager R., Bird D.F. Viral abundance in aquatic systems: a comparison between marine and fresh waters // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1995. V. 121. P. 217-226.

86. Mathias C.B., Kirschner A.K.N., Velimirov B. Seasonal variations of virus abundance and viral control of the bacterial production in a backwater system of the Danube river// Appl. Environ. Microbiol. 1995. V.61. №10. P. 3734-3740.

95

87. Murray A.G., Jackson G.A. Viral dynamics: a model of the effects of single-celled planktonic organisms and other particles // Mar. Ecol. Progr. Ser. 1992. V.14. p. 113118.

88. Naess A., Roeggen T., Aeldal M., Bratback G. II Abstr. 6yh Int. Symp. Microb. Ecol. September 6-11. 1992. Barselona. P. 216.

89. Newell S.Y., Christian R.R. Frequency of dividing cells as an estimator of bacterial productivity II Appl. Environ. Microbiol. 1981. V. 42. № 1. P. 23-31.

90. Noble R.T., Fuhrman J.A. Breakdown and microbial uptake of marine viruses and other lysis products // Aquat. Microb. Ecol. 1999. V. 42. P.562-571.

91. Noble R.T., Fuhrman J.A. Use of SYBR Green for rapid epifluorescence count of marine viruses and bacteria // Aquat. Microb. Ecol. 1998. V. 14. P. 113-118 .

92. Noble R.T., Fuhrman J.A Virus decay and its causes in coastal waters // Appl. Environ. Microbiol. 1997. V.63. P. 77-83.

93. Noble R.T., Middleboy M., Fuhrman J. A. Effects of viral enrichment on the mortality and growth of heterotrophic bacterioplankton 11 Aquat. Microb. Ecol. 1999. V.18. P. 1-13.

94. Noble R., Stewart G.F. Estimating viral proliferation in aquatic samples // Paul J.H. (ed.) Methods in Microbiology San Diego: Academic Press. 2001. V.30. P. 67-84.

95. Norland S. The relationships between biomass and volume of bacteria I I Handbook of Methods in Aquatic Microbial Ecology / Eds Kemp P., Sherr B., Sherr E., Cole J. Boca Raton: Lewis Publ. 1993. P. 303-308.

96. Pedros-Alio C., Calderon-Paz J., Gasol J. Comparative analysis shows that bacterivory, not viral lysis, controls the abundance of heterotrophic prokaryotic plankton // FEMS Microbial. Ecol. 2000. V. 32. P.157-165.

97. Peduzzi P., Luef B. Viruses // Encyclopedia of inland waters. Oxford: Elsevier Inc. 2009. V.3. p. 279-294.

98. Peduzzi P., Schiemer F. Bacteria and viruses in the water column of tropical freshwater reservoirs // Environ. Microbiol. 2004 V. 6. № 7. P. 707-715.

99. Pina jS., Creus A., Gonzales N. et al. Abundance, morphology and distribution of planktonic virus-like particles in two high-mountain lakes // J. Plankton Res. 1998. V. 20. №. 12. P. 2413-2421.

100. Porter K.G., Feig Y.S. The use DAPI for identifying and counting of aquatic microflora //Limnol. Oceanogr. 1980. V. 25. №5. p. 943-948.

101. Pradeep Ram A.S., Boucher D., Sime-ngando T., Debroas D., Romagoux J.C. Phage bacteriolysis, protistan bacterivory potential, and bacterial production in a freshwater reservoir: coupling with temperature // Microb. Ecol. 2005. V.50. P.64-72.

102. Proctor L.M., Fuhrman J.A. Roles of viral infection in organic particle flux // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1991. V.69. P. 133-142.

103. Proctor L.M., Fuhrman J. A. Viral mortality of marine bacteria and cyanobacteria // Nature (London). 1990. V. 343. P. 60-62.

104. Proctor L.M., Fuhrman J.A., Ledbetter M.C. Marine bacteriophages and bacteria mortality//Eos. 1988. V.69. P. 1111-1112.

105. Proctor L.M., Okubo A., Fuhrman J.A. Calibrating estimates of phage-induced mortality in marine bacteria: ultrastructural studies of marine bacteriophage development from one-step growth experiments // Microbial. Ecol. 1993. V.25. P. 161-182.

106. Ripp S., Miller R. V. The role of pseudolysogeny in bacteriophage-host interactions in a natural freshwater environment // Microbiology. 1997. V.143. P. 2065-2070.

107. Sanders R.W., Caron D.A., Verninger U-G. Relationships between bacteria and heterotrophic nanoplankton in marine and freshwaters: an inter ecosystem comparison // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1992. V.86. P. 1-14.

108. Sawstrom C., Lisle J., Anesio A. M., PriscuJ. C., Laybourn-Parry J. Bacteriophage in polar inland waters // Extremophiles. 2008. V. 12. P. 167-175.

109. Shaffler J.J., Jacobsen L.M., Schrader J.O., Lee K.W., Martin E.L., Kokjohn T.A. Characterisation of Pseudomonas aeruginosa bacteriophage UNL-1, a bacterial virus with a novel UV-A-inducible DNA damage reactivation phenotype // Appl. Environ. Microbiol. 1999. V. 65. P. 2606-2613.

110. Sherr E.B., Sherr B.F. Hight rates of consumption of bacteria by pelagic ciliates // Nature. 1987. V.325. P.710-711.

111. Sieburth J.M., Johnson P.W., Hargraves P.E. Ultrastructure and ecology of Aureococcus anophagejfens gen. et sp. nov. (Chrisophyceae) the dominant picoplankter during a bloom in Narragassett Bay Rhode Island USA summer 1985 // J. Phycol. 1988. V. 24. P. 416-425.

112. iSigee D.C. Freshwater microbiology: biodiversity and dynamics interactions of microorganisms in the freshwater environment. John Wiley & Sons Ltd. England. 2005. 524 p.

113. SimekK., Perthaler J., Weinbauer M.G. HornakK., Dolan J., Nedoma J., Masin M., Amann R. Changes in bacterial community composition and dynamics and viral mortality rates associated with enhanced flagellate grazing in mesoeutrophic reservoir //Appl. Environ. Microbiol. 2001. V. 67. № 2. P. 171-198.

114. Slovackova H., Marsalek B. Virioplancton and microbial communities in two Czech rivers (Svratka and Morava River) // Aquat. Sci. 2008. V. 70. P. 282-291.

115. Smith D.C., Stewart G.F., Azam F., Hollibaugh J.T. Virus and bacteria abundances in the Drake Passage during January and August 1991 // Antarct. J.U.S. 1992. V.27. P. 125-126.

116. Sommaruga R., Krossbacher M., Salvenmoser W., Catalan J., Psenner R. Presense of large virus-like particles in a eutrophyc reservoir // Aquat. Microb. Ecol. 1995. V.9. P. 305-308.

117. Sommaruga R., Sattler B., Oberleiter A. et al. An in situ enclosure experiment to test the solar UVB impact on plankton in high-altitude mountain lake. II. Effects on microbial food web//J. PlaktonRes. 1999. V. 21. № 5. P. 859-876.

118. SpencerR. A marine bacteriophage //Nature (London). 1955. V. 175. P. 690-691.

119.Steward G.F., Smith D.C., Azam F. Abundance and production of bacteria and viruses in the Bering and Chukchi seas // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1996. V.131. P. 289300.

120. Steward G.F., Wikner F.G., Cochlan W.P. Smith D.C. Azam F. Estimation of virus production in the sea. I. Method development // Mar. Microb. Food Webs. 1992. V.6. P. 79-90.

121. Steward G.F., Wikner F.G., Cochlan W.P. Smith D.C. Azam F. Estimation of virus production in the sea. II. Field results // Mar. Microb. Food Webs. 1992. V.6. P. 7990.

122. Straskrabova V., Callieri C., Carrillo P.et al. Investigations on pelagic food webs in mountain lakes - aims and methods // J. Limnol. 1999. V. 58. № 7. P. 77-87.

123. Suttle C.A. Ecology of marine viruses // Banyuls-surmer. 19-22 March 2003: CIESM Workship Monogr. № 21. Monaco. 2003. P. 73.

124. Sut tie C.A., Chan A. M, Cottrell M.T. Infection of phytoplankton by viruses and reduction of primary productivity // Nature. 1990. V. 57. P. 467-469.

125. Suttle C.A., Chan A.M. Marine cyanophages infecting oceanic and coastal strains of Synechococcus'. abundance, morphology, cross-infectivity and growth characteristics // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1993. V. 92. P. 99-109.

126. Suttle C.A. Chan A.M. Dynamics and distribution of cyanophages and their effect on marine Synechococcus sp. // Appl. Environ. Microbiol. 1994. V.60. P. 3167-3174.

127. Suttle C.A., Chen F. Mechanisms and rates of decay of marine viruses in seawater // Appl. Environ. Microbiol. 1992. V. 58. P.3721-3729.

128. Tai V., Lawrence J.E., LangA.S., Chan A.M., Culley A.I., Sutle C.A. Characterisation of HaRNAV, a single-stranded RNA virus causing lysis of Heterosigma akashivo (Raphidophyceae) // Journal of Phycology. 2003. V. 39. P. 343-352.

129. Tapper M.A., Hicks R.E. Temperate virus and lisogeny in Lake Superior bacterioplankton // Limnol. Oceanogr. 1998. V.43. №1. P. 95-103.

130. Thingstad T.F., Heldal M., Bratbak G., Dundas I. Are viruses important partners in pelagic food webs? // Trends Ecol. Evol. 1993. V.8. P. 209-212.

131. Thingstad T.F. Elements of a theory for the mechanisms controlling abundance, diversity, and biogeochemical role of lytic bacterial viruses in aquatic systems // Limnol. Oceanogr. 2000. V.45. P. 1320-1328.

132. Tijdens M., Van De Waal D.B., Slovackova H., Hoogveld H. L., Gons H. J. Estimates of bacterial and phytoplankton mortality caused by viral lysis and microzooplankton grazing in a shallow eutrophic lake // Freshwater Biology. 2008. V.53. P. 1126-1141.

133. Torella F., Morita R.Y. Evidence by electron micrographs for a hight incidence of bacteriophage particles in the waters of Yaquina Bay, Oregon: ecological and taxonomical implications // Appl. Environ. Microbiol. 1979. V 37. P. 774-778.

134. Tuomi P., Kuuppo P. Viral lysis and grazing loss of bacteria in nutrient- and carbon-manipulated brackish water enclosures // J. Plankton Res. 1999. V.21. P. 923-937.

135. Tuomi P., Torsvik K., Heldal M, Bratbak G. Bacterial population dynamics in meromitic lake//Appl. Environ. Microbiol. 1997. V.63. №6. P. 2181-2188.

136. Vrede K., Stensdotter U., Lindstrom E.S. Viral and bacterioplankton dynamics in two lakes with different humic contents // Microb. Ecol. 2003. V. 46. P. 406-415.

137. Weinbauer M. G., Fuks D., Peduzzi P. Distribution of viruses and dissolved DNA along a coastal trophic gradient in the northern Adriatic Sea // Appl. Environ. Microbiol. 1993. V. 59. P. 4074-4082.

138. Weinbauer M.G., Hofle M.G. Size-specific mortality of lake bacterioplankton by natural virus communities //Aquat. Microb. Ecol. 1998. V.15. P. 103-113.

139. Weinbauer M.G., Hofle M.G. Significance of viral lysis and flagellate grazing as factors controlling bacterioplankton production in eutrophic lake // Appl. Environ. Microbiol. 1998. V.64. №2. P. 431-438.

140. Weinbauer M.G., Peduzzi P. Frequency, size and distribution of bacteriophages in different marine bacterial morphotypes // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1994. V. 108. P. 1120.

141. Weinbauer M.G., Peduzzi P. Significance of viruses versus heterotrophic nanoflagellates for controllong bacterial abundance in the Northern Adriatic Sea // J. Plankton Res. 1995. V. 17. P.1851-1856.

142. Weinbauer M.G. Ecology of prokaryotic viruses // FEMS Microbiol. Rev. 2004. V. 28. P. 127-181.

143. Weinbauer M.G., Suttle C.A. Comparison of epifluorescence and transmission electron microscopy for counting viruses in natural marine waters // Aquat. Microb. Ecol. 1997. V. 13. P. 1851-1856.

144. Weinbauer M.G., Suttle C.A. Lysogeny and prophage induction in coastal and offshore bacterial communities // Aquat. Microb. Ecol. 1999. V. 18. P. 217-225.

145. Weinbauer M.G.,Wilhelm S.W., Suttle C.A., Garza D.R. Photoreactivation compensates for UV damage and restores infectivity to natural marine virus communities // Appl. Environ. Microbiol. 1997. V. 63. P. 2200-2205.

146. Wiebe W.J., Liston J. Isolation and characterization of a marine bacteriophage // Mar. Biol. 1968. V.l. P.244-249.

147. Wilcox R.M., Fuhrman J.A. Bacterial viruses in coastal seawater: lytic rather than lysogenic production // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1994. V.l 14. P. 35-45.

148. Wilhelm S., Brigden S., Suttle C. A dilution technique for the direct measurement of viral production: a comparison in stratified and tidally mixed coastal waters // Microb. Ecol. 2002. V. 43. P. 168-173.

149. Wilhelm S.W., Carberry M.J., Eldridge M.L.,Poorvin L., Saxton M.A., Doblin M.A. Marine and freshwater cyanophages in a Lauerentian Great Lake: evidence from

100

infectivity assays and molecular analyses of g20 genes // Appl. Environ. Microbiol. 2006. V. 72. № 7. P.4957-4963.

150. Wilhelm S.W., Smith R. E. H. Bacterial carbon production in Lake Erie is influenced by viruses and solar radiation // Can. J. Fish aquat. Sei. 2000. V. 57. P. 317-326.

151. Wilhelm S.W., Weinbauer M.G., Suttle С. A., Jefrey W.H. The role of sunlight in the removal and repair of viruses in the sea // Limnol. Oceanogr. 1998. V. 43. P. 586592.

152. Wilson W., Tarran G.A., Schroeder D.C., Сох M., Оке J., Malin G. Isolation of viruses responsible for the demise of an Emiliania huxleyi bloom in the English Channel // J. Mar. Biol. Ass. UK. 2002. V. 82. P. 369-377.

153. Wommack K.E., Colwell R.R. Virioplankton: viruses in aquatic ecosystems // Microb. Mol. Biol. Rev. 2000. V. 64. № 1. P. 69-114.

154. Wommack K.E., Hill R.T., Muller T.A., Colwell R.R. Effects of sunlight on bacteriophage viability and structure // Appl. Environ. Microbiol. 1996. V. 62. P. 1336-1341.

155. Wommack K.E.,Hill R.T., Kessel M., Russek-Cohen E., Colwell R.R. Distribution of viruses in the Chesapeake Bay // Appl. Environ. Microbiol. 1992. V.58. P. 29652970.

156. Yau S., Lauro F.M., DeMaere M.Z. et al. Virophage control of antarctic algal hostvirus dynamics //PNAS USA. 2011. V. 108. № 15. P. 6163-6168.