全球变暖和海洋热浪频发加大了边缘珊瑚礁区季节性的温度波动幅度,给该区域珊瑚的生存带来了新的挑战。然而,目前我们仍然不了解相对高纬度边缘珊瑚礁对大幅度季节性温度波动的适应策略。为此,我们以南海北部相对高纬度涠洲岛的优势种十字牡丹珊瑚(Pavona decussate)和稀有种霜鹿角珊瑚(Acropora pruinosa)为研究对象,通过对不同季节的采样分析,研究珊瑚宿主、共生虫黄藻和共生细菌对大幅度季节性温差的响应特征。结果表明:(1)2种珊瑚共生虫黄藻都是以C1亚系群为主,并且在不同季节间维持稳定。(2)2种珊瑚共附生细菌α-多样性在夏季和冬季之间存在显著差异,2种珊瑚夏季样本共附生细菌α-多样性都高于冬季样本,并且十字牡丹珊瑚的共附生细菌α-多样性在夏季和冬季均高于霜鹿角珊瑚。此外,我们发现2种珊瑚共附生细菌群落组成和核心菌群具有较高的可塑性,夏季优势细菌为BD1-7_clade、Prosthecochlori和Vibrio。冬季优势细菌为BD1-7_clade、Ralstonia和Acinetobacter。这有助于珊瑚共生功能体快速适应南海北部波动的礁区环境。(3)2种造礁珊瑚对夏季高温和冬季低温存在部分相同的适应过程,夏季和冬季两种珊瑚宿主都富集到大量免疫相关的代谢通路,共生虫黄藻富集到物质运输与分解代谢和光合作用相关通路。表明在长时间尺度的周期性季节压力下珊瑚共生功能体产生了一定的可塑性,可能通过增加能量供应维持高水平免疫力适应季节性压力。但2种珊瑚对温度波动的适应也存在种间差异,十字牡丹珊瑚具有更高的宿主免疫水平,并且两种珊瑚共生虫黄藻能量供应也存在差异。这可能导致了十字牡丹珊瑚具有更高的耐受力。本研究展示了相对高纬度边缘珊瑚礁对季节性温度波动的适应策略,并为未来全球变暖和海洋热浪加剧的背景下造礁珊瑚适应性和相对高纬度避难所的研究提供了新的见解。(俞小鹏/文 论文/图 周剑/编辑 余克服/审核)
文章信息如下:
Yu Xiaopeng, Yu Kefu, Liao Zhiheng, Chen Biao, Qin Zhenjun, Liang Jiayuan, Gao Xu. (2023). Adaptation strategies of relatively high-latitude marginal reef corals in response to severe temperature fluctuations, Science of The Total Environment, 903, 166439, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166439
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