近年来,随着经济的快速发展和人类活动的日益增加,全球海洋和湖泊等水体富营养化严重,导致蓝藻赤潮和水华现象频繁发生,严重的影响人们生产生活。浮游病毒是水生态系统中最为丰富和活跃的组成成分,对于宿主的物质循环和基因转移有着密切的联系。对于浮游病毒的研究目前主要集中在海洋生态系统,对淡水领域相关研究报道较少。本文以云南富营养化高原湖泊中污染程度不同的滇池、洱海、星云湖为研究对象,基于宏基因组学方法对滇池不同季节水体中浮游病毒物种组成和病毒群落功能进行比较,分析季节性变化对于湖泊浮游病毒群落结构和功能及多样性的影响。基于宏基因组学方法对云南富营养化高原湖泊滇池、星云湖、洱海相同季节水体中的浮游病毒物种组成和病毒群落功能进行比较,分析地域性变化对于湖泊浮游病毒群落结构和功能及多样性的影响。以期提高我国水生病毒生态学知识、为识别不同环境中特定病毒种群提供参考性数据,为水环境污染治理和水生态平衡的保持提供理论依据。本文主要的研究内容和研究结果如下:1.宏病毒研究中最关键的步骤是需要进行病毒颗粒富集以满足建库测序的需求。在本研究中选用多种方法最终确定蛋白酶—SDS—沉淀法为最优总DNA提取方法,可满足分子生物学的相关实验要求,为后续的宏基因组分析奠定基础。2.本文在对不同季节富营养化高原湖泊滇池水体中浮游病毒物种组成和病毒群落功能研究发现,滇池水体中浮游病毒以噬菌体、噬藻体、动物病毒、真核藻类病毒为主要组成部分,其中长尾病毒科的丰度最高,聚球藻噬藻体S-CBS3广泛分布于滇池全年水体样本中,呈现出优势类群,且春季丰度最高。对云南地区不同地域的富营养化高原湖泊滇池、洱海、星云湖水体中浮游病毒物种组成和病毒群落功能研究发现,三大湖泊中浮游病毒群落以噬菌体、噬藻体、动物病毒、真核藻类病毒为主要组成部分,长尾病毒科病毒丰度最高,聚球藻噬藻体S-CBS3广泛分布于滇池、洱海、星云湖秋季水体中,在星云湖和洱海中聚球藻噬藻体S-CBS4呈现出优势类群。3.本文对不同季节富营养化高原湖泊浮游病毒季节性研究发现,浮游病毒群落呈现出季节性变化趋势,春季和冬季浮游病毒的多样性指数较高并且无显著差异。对不同地域富营养化高原湖泊浮游病毒研究呈现出地域性变化趋势,其中洱海在三大高原湖泊中浮游病毒的多样性指数最高。4.本文基于DNA末端大亚基(TerL)对不同季节水样中浮游病毒构建系统进化树分析发现,滇池浮游病毒TerL序列与海洋水域病毒、聚球藻噬藻体、原绿球藻噬藻体、李斯特菌噬菌体同源性较近,存在未知的病毒物种;基于DNA末端大亚基(TerL)对不同富营养化湖泊浮游病毒构建系统进化树分析,发现滇池、洱海、星云湖与海洋病毒地中海噬菌体、聚球藻噬藻体、原绿球藻噬藻、李斯特菌噬菌体、洋葱伯克霍尔德病毒同源性较高,存在大量未知的病毒序列。5.本文对不同季节高原富营养化湖泊滇池浮游病毒群落进行蛋白注释并预测功能,发现滇池浮游病毒最广泛的基因功能是氨基酸代谢功能;最主要的代谢途径为氨基酸代谢和碳水化合物代谢,功能基因注释表明春季病毒代谢活性最强。同时对不同高原富营养化湖泊滇池、洱海、星云湖的浮游病毒群落基于COG、KEEG数据库分析蛋白相关功能和代谢途径,其中最广泛的基因功能是氨基酸代谢功能;最主要的代谢途径为氨基酸代谢和碳水化合物代谢。6.本文中对不同季节及不同水体的浮游病毒物种和基因分析群落差异性,其中滇池春季和冬季的浮游病毒群落多样性组成具有一定相似性,而滇池、洱海、星云湖三大高原湖泊的浮游病毒群落组成和多样性具有显著差异性。在对浮游病毒物种和基因多样性的影响因素进一步分析发现,其中环境因子PH值和叶绿素a对浮游病毒群落起着决定性作用。