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南海嗜热虫绿藻种群特征及其与珊瑚白化的因果关系研究

批准号:
41906135
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
巩三强
学科分类:
海洋生态学与环境科学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:

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项目成果

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中文摘要
气候变化与人类活动正威胁着珊瑚礁生态系统。揭示共生藻与珊瑚物种之间的共生关系对预测珊瑚健康及制定珊瑚礁保护策略具有重要的意义。但目前相比共生虫黄藻的研究,共生虫绿藻还没有系统的分类命名,虫绿藻种群特征及其与珊瑚物种间的共生关系和珊瑚白化的因果关系还不清楚。最近,我们在国际权威期刊报道了一株与珊瑚白化相关的嗜热虫绿藻模式藻 Symbiochlorum hainanensis,该新属新种藻的发现为回答上述科学问题奠定了基础。在本项目中,我们拟借助野外调查结合室内培养、珊瑚组织切片、荧光原位杂技、高通量基因测序等研究方法与技术,分析嗜热虫绿藻种群多样性及其在我国南海近岸珊瑚礁区的分布特征;阐明不同珊瑚礁区嗜热虫绿藻与珊瑚物种之间的共生关系;揭示嗜热虫绿藻与珊瑚白化之间的因果关系。该研究将为深入认识嗜热虫绿藻种群特征与珊瑚礁区环境演变、丰富珊瑚-藻共生和珊瑚白化理论提供一定的数据支持和科学依据。
英文摘要
The coral reef ecosystem has being seriously influenced by global climate change and anthropogenic activity. Revealing the relationship of symbiotic algae with coral hosts is very important for predicting future fate of coral and developing strategies for protection coral reefs. Despite decades of reporting on the coral symbiotic zooxanthellae, the formal systematic taxonomy and population characteristics of coral symbiotic zoochlorallae have not kept pace, and its symbiotic relationship with coral hosts and coral bleaching is long overdue. Recently, we have found and reported an thermophilic Symbiochlorum hainanensis in an international leading journal, which is a new genus and a model strain of zooxanthellae related with coral bleaching. The discovery of the thermophilic S. hainanensis lay the foundation for answering above scientific questions. This project aims (1) to analyze the diversity of thermophilic S. hainanensis and its distrabutiion in nearshore coral reefs across the South China Sea; (2) to illustrate the symbiotic relationship between thermophilic S. hainanensis and coral hosts living in different coral reefs; (3) to reveal the causal relationship of coral bleaching with thermophilic S. hainanensis by field investigation, lab simulated experiment, coral tissue section and fluorescence in situ hybridization (FISH) and next generation sequencing (NGS). The results of this project will not only help understanding the correlationship of population characteristics of thermophilic S. hainanensis with the change of environmental factors of coral reefs, but will also provide important basic data and theoretical support for enriching coral-algae symbiosis and coral bleaching.
气候变化与人类活动正威胁着珊瑚礁生态系统。揭示共生藻与珊瑚物种之间的共生关系对预测珊瑚健康及制定珊瑚礁保护策略具有重要的意义。但目前相比共生虫黄藻的研究,共生虫绿藻还没有系统的分类命名,虫绿藻种群特征及其与珊瑚物种间的共生关系和珊瑚白化的因果关系还不清楚。最近,我们在国际权威期刊报道了一株与珊瑚白化相关的嗜热虫绿藻模式藻 Symbiochlorum hainanensis,该新属新种藻的发现为回答上述科学问题奠定了基础。在本项目中,我们借助野外调查结合室内培养、珊瑚组织切片、荧光原位杂技、高通量基因测序等研究方法与技术,分析了嗜热虫绿藻种群多样性及其在我国南海近岸珊瑚礁区的分布特征, 发现虫绿藻在我国南海不同海域典型珊瑚礁区均有分布, 且不同海域分布的虫绿藻为同一种不同株系;揭示了虫绿藻相比虫黄藻具有较高的温度耐受能力, 并揭示虫绿藻主要通过叶绿体变大来适应升温, 提示在全球气候变化背景下虫绿藻可能会在将来演变为珊瑚礁区或珊瑚共生优势种; 同时揭示虫黄藻高温退色的机理及其虫黄藻适应高温的机理,即不同生活史形态的虫黄藻其环境适应能力不同, 不带鞭毛的虫黄藻营养细胞具有更强的环境适应能力. 初步揭示虫绿藻可以与珊瑚建立稳定的共生关系, 可以提高珊瑚幼虫成活率和高温耐受能力. 该研究揭示了嗜热虫绿藻种群特征及其与珊瑚之间的共生关系; 发现该藻为耐热型藻类, 可以通过与珊瑚建立共生提高宿主热白化耐受性, 这为通过珊瑚-共生藻重建培育耐热珊瑚共生体进行珊瑚保育工作提供了理论支持.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Impact of Ocean Warming and Acidification on Symbiosis Establishment and Gene Expression Profiles in Recruits of Reef Coral Acropora intermedia.
海洋变暖和酸化对珊瑚礁珊瑚中卫城新成员共生建立和基因表达谱的影响
DOI: 10.3389/fmicb.2020.532447
发表时间: 2020
期刊: Frontiers in microbiology
影响因子: 5.2
作者: [Sun Y, Jiang L, Gong S, Guo M, Yuan X, Zhou G, Lei X, Zhang Y, Yuan T, Lian J, Qian P, Huang H]
通讯作者: Huang H
DOI: 10.3389/fpls.2020.585202
发表时间: 2020
期刊: Frontiers in plant science
影响因子: 5.6
作者: [Gong S, Jin X, Xiao Y, Li Z]
通讯作者: Li Z
Day-night cycle as a key environmental factor affecting coral-Symbiodiniaceae symbiosis
昼夜循环是影响珊瑚-共生科共生的关键环境因素
DOI: 10.1016/j.ecolind.2023.109890
发表时间: 2023-02
期刊: Ecological Indicators
影响因子: 6.9
作者: [Sanqiang Gong, Gang Li, Jiayuan Liang, Lijia Xu, Yehui Tan, Xuejie Jin, Xiaomin Xia, Kefu Yu]
通讯作者: Kefu Yu
Photobleaching and Recovery of Symbiodiniaceae Effrenium voratum SCS01 Reveals Life Form Transformation Under Thermal Stress
共生科 Effrenium v​​oratum SCS01 的光漂白和恢复揭示了热应力下生命形式的转变
DOI: 10.3389/fmars.2021.740416
发表时间: 2021-11
期刊: Frontiers in Marine Science
影响因子: 3.7
作者: [Sanqiang Gong, Gan Li, Xuejie Jin, Dajun Qiu, Jiayuan Liang, Kefu Yu, Yehui Tan, Xiao Ma, Xiaomin Xia]
通讯作者: Xiaomin Xia
共 6 条
    隐花色素介导蓝光调控珊瑚—虫黄藻共生体热白化耐受性的机理
    耐热虫绿藻与珊瑚建立稳定共生辅助宿主抗白化的机理研究
    国内基金
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