CO_(2)升高对风信子鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus)钙化速率和 基因表达的影响

本文以风信子鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus)为研究对象,以三亚珊瑚礁海域自然海水培养的珊瑚样本为对照组,模拟本世纪末海水酸化状况,并开展珊瑚模拟培养试验。以此探究海水酸化对A.hyacinthus钙化和基因表达的影响。在酸化胁迫下,A.hyacinthus净钙化速率显著下降,基因表达受到显著影响,其中有机物运输、阴离子运输、化学应激等通路上调,动物器官发育、脂质转运、细胞生物合成、细胞表面受体信号等通路下调。与钙化相关的基因中,碳酸酐酶和溶质运载蛋白下调,但是Ca^(2+)-ATP酶和钙离子运输相关的基因上调。结果表明,高CO_(2)影响了A.hyacinthus的钙化和多个生物过程的基因表达,海水酸化可能通过抑制珊瑚碳酸酐酶等基因表达,减少HCO–3运输,最终降低钙化速率。

不同温度下杉叶蕨藻对风信子鹿角珊瑚附生微生物群落的影响

全球变暖引发珊瑚礁区向大型海藻场生态演替现象与日俱增,大型海藻对珊瑚的影响主要包括抑制生长、发育与繁殖,但不同的海藻对不同的珊瑚具有不同的影响,二者之间的关系仍未有定论。为探究热压力所引起二者竞争关系的变化,以枝状风信子鹿角珊瑚(Acroproa hyacinthus)和大型底栖海藻杉叶蕨藻(Caulerpa taxifolia)为研究对象,设置了环境温度(27℃)与热压力温度(30℃),比较藻类间接接触和直接接触珊瑚对珊瑚附生微生物群落结构的影响,并从培养水环境及海藻表面微生物中寻找影响珊瑚表面微生物的原因。结果表明,去除嵌合体后共获得3369713条优化序列,并且大部分细菌得到注释。环境温度下,间接接触与直接接触组微生物表达模式接近,海藻的处理使得珊瑚表面附生微生物种类、丰度、PcoA区分度最高。门水平上,微生物群落主要由变形菌门、拟杆菌门、蓝细菌门、厚壁菌门、放线菌门组成。目水平上,微生物群落主要由红细菌目、黄杆菌目、肠杆菌目、蓝细菌目、假单胞菌目、噬几丁质菌目组成。这些细菌表型主要包括革兰氏阴性、好氧细菌、移动元件含量和胁迫耐受四大类,生态功能主要包括化能异养和需氧化能异养。对12个处理组的36个样本进行核心ASV分析(amplicon sequence variants),共获得139个核心ASVs。以假单胞菌目、黄杆菌目、噬几丁质菌目、红细菌目为主,还包括立克次氏体菌目、伯克霍尔德氏菌目、肠杆菌目、疣微菌目等。通过线性判别分析(linear discriminant analysis)可比较各组中相对丰度具有显著差异的细菌类群。环境温度下,群落中弧菌(Vibrio)、邻单胞菌(Plesiomonas)、奈瑟氏菌(Neisseria)以及螺旋体菌(Brevinema)相对丰度显著升高;温度升高后,珊瑚白化且胞内寄生病原微生物丰度显著升高,如米卡弧菌(Micavibrionales)与立克次氏体菌(Rickettsiales);热压力下,海藻的加入缓解了珊瑚白化、减少了胞内寄生性微生物丰度、显著提高了益生菌海命菌(Marivita)以及Halioxenophilus丰度。因此,在不同温度下杉叶蕨藻既作为压力源转移病原菌,又协助珊瑚抵抗胞内寄生菌,结果有助于理解大型海藻—珊瑚的竞争关系,解释海藻对珊瑚的潜在生态影响。

风信子鹿角珊瑚的胚胎和幼虫发育研究

采集异株风信子鹿角珊瑚Acropora hyacinthus自然排放的精卵,进行人工授精,并在显微镜下连续观察其胚胎和幼虫的发育过程。结果表明：风信子鹿角珊瑚是雌雄同体,体外受精,在月圆后2~3 d同期排卵;其胚胎发育分为6个阶段,即受精卵期、卵裂期、囊胚期、原肠期、浮浪幼虫期、珊瑚幼体;受精卵经过48 h发育为浮浪幼虫,再经7 d着床变形发育为珊瑚幼体;其浮浪幼虫附着在附着基上后逐渐膨大,由圆形变成蝶形完全附着在基底上,口盘朝上,随后幼虫发生附着变形,长出触手,形成珊瑚幼体。本研究为国内对文昌云龙湾风信子鹿角珊瑚的胚胎和幼虫发育过程的首次报道,研究结果可为珊瑚礁的生态修复提供参考依据。

南海三亚湾鹿回头海域风信子鹿角珊瑚反射率分析

珊瑚礁反射率特征识别工作的开展, 将促进遥感技术在珊瑚礁监测与管理中的应用.国外已有学者对特定区域不同珊瑚礁底质反射率进行识别分类, 而我国珊瑚礁反射率特征研究尚未见诸报道, 亟须相关研究来弥补这一空白.文章以南海三亚湾鹿回头海域常见风信子鹿角珊瑚Acropora hyacinthus 为主要研究对象, 利用光谱仪测量其反射率.分析发现健康风信子鹿角珊瑚反射率在575、605、650nm 处出现特征波峰; 死亡风信子鹿角珊瑚反射率明显高于健康风信子鹿角珊瑚反射率.利用大型多元统计软件PRIMER 6 对健康风信子鹿角珊瑚、死亡风信子鹿角珊瑚、珊瑚礁底砂进行Bray-Curtis 相似聚类（CLUSTER）分析, 结果显示, 在80%相似水平上可以对其进行区分.一阶导数分析表明健康与死亡风信子鹿角珊瑚敏感波段为490-560nm.

风信子鹿角珊瑚对环境因子的响应研究

近年来,由于经济生产活动和自然环境变化等原因,大亚湾珊瑚礁资源退化严重。为了保护珊瑚资源,以大亚湾风信子鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus)为研究对象,通过室内小生境生态模拟实验,研究了风信子鹿角珊瑚在不同环境因子(温度、盐度、pH、光强)变化下的响应。结果表明:影响风信子鹿角珊瑚状态的主要环境因素为温度、pH、盐度,次要影响因素为光强,当温度为25℃、pH为8.3、盐度为33、光强为6 000 lx时,珊瑚生存状态最佳;29℃以上是珊瑚的致死温度,pH在6.3以下或8.3以上会导致珊瑚白化死亡;当盐度在37以上时珊瑚发生白化死亡,当盐度在29以下时珊瑚触手不再伸出摆动,并伴有粘液分泌覆盖其表面;光照的强弱在5 d内对珊瑚生理状况无显著影响,光强为6 000 lx时正交试验方差最大。研究结果确定了风信子鹿角珊瑚的最适环境因子,可为将来室内培育珊瑚以及野外珊瑚移植提供理论依据。

两种造礁石珊瑚固碳能力初步研究

珊瑚礁是海洋中生产力水平最高的生态系统之一,其碳循环受珊瑚光合作用、呼吸作用和钙化作用三大代谢过程的共同调节,过程十分复杂。为探明珊瑚固碳能力,明确其在光照和黑暗下固碳能力的变化过程,本研究以取自三亚蜈支洲岛健康风信子鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)为研究对象,基于碳酸盐体系分析方法,通过设置光照、黑暗两种处理方式,测定试验前后水体理化因子变化,并根据CO_(2)体系计算软件得出水体溶解无机碳(dissolved inorganic carbon,DIC)和二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide,pCO_(2))含量。结果显示:在光照条件下,两种珊瑚所处水体总碱度(total alkalinity,TA)和酸碱度(pH)下降,水温和溶解氧(dissolved oxygen,DO)上升,DIC和CO_(2)被持续消耗,产生碳汇效应;黑暗条件下,水体TA、pH和温度上升,DO下降,DIC和CO_(2)持续释放,产生碳源效应;比较光暗处理结果后,计算得出风信子鹿角珊瑚固碳率为0.00576mol··m^(-2)·h^(-1);丛生盔形珊瑚固碳率为0.00022mol··m^(-2)·h^(-1),风信子鹿角珊瑚固碳效率显著高于丛生盔形珊瑚(P<0.05);两种珊瑚光合作用吸收CO_(2)的量大于自身所产生的,属于CO_(2)的汇。综上所述,两种珊瑚最终降低了水体TA、DIC和pCO_(2),能够促进大气CO_(2)向海水转移,形成碱度汇和碳汇效应。