病毒是海洋环境最丰富的一种生命形式,海洋病毒能够感染海洋中所有的生物。病毒在浸染宿主后,可以通过影响宿主的生命活动以及代谢过程,直接对海洋环境中的生物化学循环产生重要影响。目前,对海洋病毒的研究主要集中在浅海海域的DNA病毒。但是,对于深海环境中的病毒,尤其是深海RNA病毒还知之甚少。因此,本论文对深海沉积物样品中的RNA病毒进行大量分析,这有助于深入了解深海环境中的RNA病毒。为了探索深海环境中RNA病毒的多样性,本论文以来自太平洋、大西洋和印度洋这3大洋的5种生境（热液口、冷泉、海山、海盆和洋中脊）的79个深海沉积物样品为试验材料。通过病毒分离、核酸提取与扩增以及宏基因组测序分析,研究深海中的RNA病毒。结果发现,深海中含有384902种RNA病毒,其中与已知病毒具有同源性的病毒占比仅为7.27%,未知病毒占比为92.73%,这表明深海中存在大量未知的RNA病毒。在已知的RNA病毒中,多为原核生物病毒,占69.23%,宿主为真核生物的病毒占26.26%。深海已知的RNA病毒属于22个病毒科,其中8个科的病毒丰度大于1%,从高到低依次为微小噬菌体科、痘病毒科、代列尔噬菌体科、古噬菌体科、类双生病毒科、肌尾噬菌体科、丝杆噬菌体科和双生病毒科,还有14个病毒科的病毒丰度小于1%,主要包括微小核糖核酸病毒科、长尾噬菌体科、短尾噬菌体科、线头病毒科、藻类脱氧核糖核酸病毒科、圆环病毒科、逆转录病毒科、冠状病毒科、贝塔弗莱西病毒科、杯状病毒科、长线形病毒科、虹彩病毒科、副粘病毒科和杆状病毒科。结果显示,22个病毒科中有12个病毒科（微小噬菌体科、痘病毒科、短尾噬菌体科、古噬菌体科、类双生病毒科、代列尔噬菌体科、微小核糖核酸病毒科、逆转录病毒科、丝杆噬菌体科、肌尾噬菌体科、长尾噬菌体科以及线头病毒科等）在冷泉、热液口、冷泉、洋中脊、海山以及海盆等深海环境中均有分布,双生病毒科分布在除冷泉外的4种生态环境中,副粘病毒科仅分布在洋中脊生态环境中,虹彩病毒科仅分布在冷泉生态环境中,但是丰度较低。多样性分析结果显示,洋中脊的RNA病毒多样性最高。这些结果表明,在深海沉积物样品中具有较高的病毒多样性,且病毒的分布与其所属环境相关。这些结果有助于了解深海环境中的RNA病毒多样性,丰富人类对于海洋病毒的认识。通过环状基因组分析,本研究获得了925种具有完整基因组（环状基因组）的深海RNA病毒,其中最长的有22612bp,最短的为1381bp。结果发现,仅有16条环状基因组与已知病毒序列具有同源性。这16种已知RNA病毒的宿主均为真核生物,其中宿主为脊椎动物的病毒占68.75%,宿主为无脊椎动物的病毒占18.75%。这些已知的具有环状基因组的RNA病毒属于6个病毒科,包括微小核糖核酸病毒科、逆转录病毒科、冠状病毒科、贝塔弗莱西病毒科、杯状病毒科和长线形病毒科。结果显示,在深海环境中具有较高的病毒多样性,病毒的分布与其深海环境相关。本论文对于深海中具有环状基因组的RNA病毒的研究,有助于增进我们对于深海RNA病毒多样性的认知。功能基因分析发现,深海RNA病毒编码的基因参与宿主代谢,如碳水化合物的运输与代谢、脂质运输与代谢以及次生代谢产物的生物合成与分解等,这表明深海RNA病毒有着一个丰富的功能基因库。本论文发现了5418个与RNA病毒基因组复制和基因表达相关的功能基因,其中5007基因可编码RNA依赖的RNA聚合酶相关的蛋白,411个基因编码与逆转录酶相关的蛋白,这些基因是RNA病毒的标志基因。结果发现,与甲烷代谢相关的基因主要分布在冷泉、热液以及海盆等深海环境中,与硫代谢相关的基因主要分布在热液口、冷泉、洋中脊和海山。深海RNA病毒编码了大量与硫代谢和甲烷代谢相关的基因,这些基因的分布与不同深海环境密切相关。本文研究结果,有助于理解病毒在深海环境中的重要作用,以及病毒与宿主的相互作用。在本研究中发现的已知22个病毒科中,痘病毒科、逆转录病毒科及副粘病毒科的部分病毒对人类具有潜在致病性。其中,痘病毒科的丰度最高,广泛分布于79个深海沉积物样品中;逆转录病毒科病毒的丰度较低,主要存在于DP210、DP209、DP214、DP218、DP192、DP220、DP188及DP095等深海沉积物样品中;副粘病毒科病毒的丰度较低,仅分布于DP091深海沉积物样品中。因此,深海中存在对人类健康构成潜在威胁的RNA病毒。本论文关于深海环境中致病性RNA病毒的研究结果,可为探索与利用深海资源提供生物安全性方面的支撑。