编辑推荐：
这篇研究通过宏条形码（metabarcoding）和生物量定量相结合的方法，首次系统探究了挪威奥斯陆峡湾桡足类群落中微生物真核寄生虫的季节性动态及其与宿主群落组成和生物量的关联。研究揭示了肺泡类寄生虫（如 Hematodinium和 Chromidina）在该生态系统中普遍存在且能适应宿主的季节性波动，其宿主范围可能包含常年存在的桡足类以维持自身在波动环境中的持续存在。
方法
野外采样
研究于2020年1月至2021年12月在挪威奥斯陆峡湾的五个站点（EP1、BN1、DK1、FL1和IM2）进行了为期两年的月度采样。采样内容包括环境参数测量以及通过WP2网（网口直径75厘米，网目200微米）采集的从底层到表层的深度积分浮游动物样品。用于遗传分析的样品用96%乙醇固定，用于计数的样品则用2%卢戈氏碘液固定。在外峡湾站点IM2，还额外采集了用于宏条形码分析的深度积分水样。
桡足类计数
对2021年EP1、DK1和IM2三个站点的浮游动物样品进行亚取样，鉴定到种和发育阶段，并测量个体长度。使用长度-体重回归模型计算各分类单元的干重生物量，进而得出样品总生物量。这些样品主要包含桡足类，因此在文中被称为桡足类群落样品。
DNA提取与宏条形码分析
移除较大型非桡足类浮游动物（如毛颚动物、环节动物和磷虾）后，对每个桡足类群落样品进行匀浆处理。使用DNeasy Blood and Tissue spin-column试剂盒提取DNA。针对18S核糖体RNA基因的V4区，使用正向引物574F和反向“抗后生动物”引物UnonMet_DB进行一步法聚合酶链反应（PCR）扩增，以进一步减少后生动物的扩增。PCR产物经Illumina MiSeq测序仪进行300 bp双端测序。使用基于swarm的流程进行序列处理，并通过Protist Ribosomal Database (PR2)进行物种分类学注释。手动将已知的桡足类寄生虫类群（如Apostome和Suctorian纤毛虫、Blastodinium、Ellobiopsidae、Syndinium* 和 Hematodinium）标注为“copepod_parasite”。
分析
使用R语言及相关包（tidyverse, phyloseq, ggplot2等）进行数据分析。对微生物真核生物群落的测序读长进行标准化（使各样本读长深度等于原始样本中位数），并移除光合自养生物和后生动物分类单元。使用vegan包中的metaMDS函数进行非度量多维尺度（NMDS）排序分析。使用“cooccur”R包中的概率共现模型分析桡足类与微生物真核生物OTU之间的共现模式，仅呈现正相关关系。
结果
环境特征
表层（5米）的温度、盐度和氧气呈现季节性波动，而深层（50米）则相对稳定。位于Dr?bak海槛之外的IM2站点，其深水区在晚秋/冬季温度较高，且盐度和含氧量全年保持较高水平。
桡足类群落的季节与空间模式
桡足类群落生物量呈现季节性变化，夏季达到峰值。桡足类全年在生物量中占主导地位（平均94.8%）。冬季，生物量主要由Calanus属物种（helgolandicus或 finmarchicus）主导；夏季高峰期则主要由Temora longicornis主导。位于200米深度的外站IM2，其季节趋势不太明显，全年都有较大的多年生桡足类（如Metridia、Calanus hyperboreus）以及肉食性物种（Paraeuchaeta norvegica和 Aetideopsis armata）存在。
微生物真核生物群落
尽管样品中主要是桡足类，但检测到的微生物真核生物也可能与其他小型浮游动物（如轮虫、枝角类、介形类）有关，或独立被浮游生物网捕获。水体样本中检测到的桡足类寄生虫全年都存在，且所有在水体中检测到的寄生类群在桡足类样品中也有发现。
与桡足类群落相关的微生物真核生物中，肺泡类（Alveolata）分类单元最为常见，其中甲藻（Dinoflagellata）和纤毛虫（Ciliophora）分别占总读长的55.4%和29.4%。相对读长最高的类群是已知的桡足类肺泡类寄生虫，例如Syndinids（Syndinium和 Hematodinium）、Apostome纤毛虫（Synophrya、Vampyrophrya、Chromidina、Pseudocolliniidae）和Suctorian纤毛虫（Ephelota），以及Peridinids（Blastodinium）、Ellobiopsidae（推测为Ellobiopsis）和顶复门（Apicomplexa）。这些类群中的大多数在全年都被检测到。
Hematodinium在所有样本中均存在，并且在总体读长中占主导地位（23.6%），共检测到六个OTU。HematodiniumOTU 11在IM2站的丰度高于内湾站点，而内湾站点则由OTU 9主导。Ellobiopsidae（占6.2%）包含公认的桡足类寄生虫 Ellobiopsis chattoni，在桡足类群落和水体样本中全年均可检测到。纤毛虫中，Opalinopsidae（Chromidina，15.2%）、Foettingeriidae（Synophrya，5.5% 和 Vampyrophrya，1.9%）、Pseudocolliniidae（未知属，0.6%）以及六个未知的Apostome（总计4.5%）被检测到。Pseudocolliniidae在IM2站（外峡湾）的信号强于内湾站点。Suctorian纤毛虫也与IM2站有更强的关联。顶复门Theileriidae（0.5%）与夏季的桡足类群落和水样均有关联。
桡足类也携带非肺泡类共生生物，如根足虫（Rhizaria，例如Paradinium）、Stramenopiles（例如硅藻纲Bacillariophycae）和真菌（例如子囊菌门Ascomycota、芽枝霉门Blastocladiomycota、壶菌门Chytridiomycota）。在桡足类和水样中发现了这些寄生类群中的一些分类单元，例如Labyrinthulomycetes和Ichthyophonida。在大多数情况下，非肺泡类分类单元在桡足类样品中的出现水平与水样相似或更低。
微生物真核生物群落和桡足类群落的NMDS排序均显示出强烈的季节性分离，但站点间的差异较弱，除了桡足类群落在IM2站明显不同。大多数被鉴定为桡足类寄生虫的OTU，或其读长信号在桡足类群落样品中强于水体样品的OTU，季节变化很小。然而，OTU 81（Theileridae，Apicomplexa）和OTU 221（Marteilioides，Cercozoa）与夏季样本聚集在一起。由于大多数已知的桡足类寄生虫全年都被检测到，因此微生物真核生物群落的季节性动态可能主要由其他类群驱动。少数例外是OTU 8（Opalinopsidae），其在冬季/春季信号更强，以及Blastodiniaceae、Foettingeriidae和Ellobiopsidae，其相对读长丰度似乎在秋/冬季更高。
共现分析揭示了桡足类与OTU之间的关联模式。分析显示较大的桡足类与Apostome纤毛虫之间存在关联模式。分析还检测到Temora longicornis与Cercozoa之间的关联模式，这可能是由它们在夏季重叠出现所驱动的。
讨论
肺泡类寄生虫
肺泡类寄生虫是奥斯陆峡湾桡足类群落的一个普遍特征，遍布全年。关键类群包括纤毛虫Chromidina、Synophrya和Vampyrophrya，甲藻Hematodinium、Syndinium和Blastodinium，以及分类学上不确定的Ellobiopsidae。Hematodinium是读长最丰富的属，且OTU数量最多，表明可能存在多个物种。然而，尚未在桡足类中肉眼观察到Hematodinium感染，其生活史和致病性仍未明确。桡足类也可能通过摄食感染或直接摄食来消耗Hematodinium和其他寄生虫。几种Apostome纤毛虫与桡足类群落相关。虽然大多数Apostome纤毛虫无害，但本研究中发现的类群，即Chromidina、Synophrya、Vampyrophrya和Pseudocolliniidae，是桡足类的寄生虫。Chromidina最近才在桡足类中发现，它更常与较大的、与较深海水相关的桡足类共现。
非肺泡类
根足虫、Stramenopiles和Opisthokonta中包含已知与桡足类有共生关系的分类单元。然而，读长模式并未显示任何明显的宿主关联，也未检测到已知的寄生虫如Paradinium。研究发现了几个尚未在桡足类中确认的寄生类群，例如Ichthyosporea（Opisthokonta）和Labyrinthulomycetes（Stramenopiles）。
季节性模式
基于显微镜的研究记录了地中海地区Blastodinium和Syndinium的寄生虫流行率在夏季和秋季达到峰值。本研究中，少数类群的相对读长随季节变化，最明显的是Blastodiniacea（Blastodinium）和Apostome科Foettingeriidae。这可能是其丰度实际增加的结果，但也可能是由于其他类群（如光合藻类）的缺失所致。
尽管NMDS排序显示与桡足类相关的微生物真核生物群落具有强烈的季节性结构，但这种结构很可能主要由非已知桡足类寄生虫的类群驱动，因为大多数已知寄生虫全年都在宿主和水体中被检测到，并且仔细检查时显示出有限的季节性模式。尽管宿主群落组成从冬季以Calanus为主转变为夏季以Temora longicornis为主。
冬季低宿主可用性可能对具有自由生活阶段的寄生虫构成障碍，越冬桡足类滞育期间停止摄食也是如此。尽管如此，我们在冬季水样中检测到了自由生活阶段，表明寄生虫并未停止产生感染性阶段，尽管传播前景可能较低。
为了在传播潜力低的时期持续存在，寄生虫可能在宿主体内保持休眠状态、降低宿主特异性或产生外部休眠孢子。外部休眠孢子下沉到海底在浅海沿海地区可能是一个选择，但在深海水域和公海中可能不可行。我们假设，季节性生态系统中的寄生虫可能将多年生桡足类纳入其宿主范围，以在冬季维持其在水体中的存在。这可能包括在滞育的Calanus中越冬，以及通过肉食性桡足类（如Paraeuchaeta和Aetideopsis）或通量摄食者（如Oncaea和Oithona）进行循环。同样，Ohtsuka等人（2004）发现，中国濑户内海的V. pelagica在冬季专门附着在较大的桡足类上，而在夏季则在整个桡足类群落中普遍存在。事实上，大多数宿主范围似乎很广。因此，成为泛化者（宿主范围广）可能是对宿主丰度波动驱动寄生虫与宿主相遇率变化的环境的一种适应。
这一假说的适用性可能取决于寄生虫和桡足类的生态学特性以及纬度。例如，外寄生寄生虫可能以很大程度上非歧视性的方式附着在桡足类上，主要受相遇率支配。相比之下，内寄生虫的感染阶段必须被摄入，这意味着桡足类的摄食策略和相遇后的处理变得重要。在全球范围内，纬度与桡足类丰富度呈负相关，与季节性限制的丰度呈正相关。对滞育的依赖性也随着纬度增加而增加，这可能深刻地改变相遇率。因此，纬度及其对传播提出的挑战很可能塑造桡足类寄生虫的分布和生态。如果这些寄生虫全年活跃，它们可能对桡足类种群造成重大损失。最终，揭示纬度、季节性与寄生虫和桡足类策略之间的相互作用，对于我们理解这些普遍存在但描述不足的寄生虫的生态学至关重要。
