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冷水珊瑚共生微生物多樣性及其功能之謎獲揭示
作者：朱漢斌 李淑 來源：中國科學(xué)報(bào)
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中國科學(xué)院南海海洋研究所（以下簡(jiǎn)稱南海海洋所）助理研究員鞏三強(qiáng)與合作者，成功揭示了冷水珊瑚共生微生物多樣性及其功能之謎。近日，相關(guān)成果發(fā)表于國際期刊《微生物光譜》。
論文共同通訊作者、南海海洋所研究員趙美霞表示，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)被譽(yù)為“海洋中的熱帶雨林”，由于其生物多樣性高，為地球系統(tǒng)及人類提供了重大的生態(tài)服務(wù)和應(yīng)用價(jià)值。在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中，珊瑚和其共生微生物共同形成了珊瑚微生態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的成員包括珊瑚宿主、共生蟲黃藻、細(xì)菌等。
冷水珊瑚通常生活在光照弱、水溫低的海洋深水區(qū)，因此對(duì)于他們的研究，長(zhǎng)期以來受到潛水設(shè)備和成本的限制。但隨著我國“深海勇士”號(hào)等深�？瓶计鞯耐度胧褂�，原本神秘的冷水珊瑚群落及其微生物多樣性和功能的研究得以實(shí)施。
論文第一作者鞏三強(qiáng)表示，我們借助“深海勇士”號(hào)載人潛水器，在我國南海北部260-370米不同站位采集了3種不同類型的冷水珊瑚樣本。通過高通量基因測(cè)序及組織切片觀察等技術(shù)，首次在冷水珊瑚中確證了具有細(xì)胞活性的蟲黃藻類群的存在，并在基因轉(zhuǎn)錄水平重構(gòu)了完整的冷水珊瑚蟲黃藻的關(guān)鍵代謝途徑，包括光合碳固定等。
該研究還初步界定了幾個(gè)豐度較高的細(xì)菌新類群，其中包括兩個(gè)潛在的細(xì)菌新門：命名為珊瑚三和珊瑚強(qiáng)細(xì)菌門。研究認(rèn)為，珊瑚三細(xì)菌可能是光合細(xì)菌藍(lán)藻的祖先類群，并在基因轉(zhuǎn)錄水平重構(gòu)了完整的冷水珊瑚細(xì)菌的關(guān)鍵代謝途徑。
該研究拓展了我們對(duì)共生蟲黃藻分布范圍的認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)了珊瑚中細(xì)菌通過非光合固碳途徑提供有機(jī)碳給冷水珊瑚，幫助其適應(yīng)弱光低溫的環(huán)境，同時(shí)揭示了冷水珊瑚微生態(tài)系統(tǒng)可能是海洋中微生物多樣性比較高的熱點(diǎn)區(qū)域。
論文共同通訊作者、廣西南海珊瑚礁研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授余克服表示，該研究為進(jìn)一步深入解析深水生境中冷水珊瑚共生體共生機(jī)制及其環(huán)境適應(yīng)機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。
相關(guān)論文信息: https://doi.org/10.1128/spectrum.01315-23
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