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不同温度下杉叶蕨藻对盾形陀螺珊瑚与风信子鹿角珊瑚的潜在影响

摘要全球变暖引发珊瑚礁区出现向大型海藻场生态演替现象,但大型海藻对珊瑚的效应仍未有定论。为探究热压力所引起二者竞争关系的变化,本研究以杉叶蕨藻(Caulerpa taxifolia)、块状盾形陀螺珊瑚(Turbinaria peltata)和枝状风信子鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus)为研究对象,设置了环境温度27℃和热压力温度30℃两个温度处理,以及藻类间接接触和直接接触28天后,对珊瑚生理、微生物群落结构与基因表达的影响。主要结果如下:<br>  (1)27℃下,杉叶蕨藻类对盾形陀螺珊瑚共生藻类的密度和叶绿素a含量相较于对照组没有显著影响;间接接触藻类和直接接触珊瑚组织蛋白的含量分别降低了37.2%和49.0%,生长率分别下降了 57.7%和65.5%,而珊瑚组织中的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)酶活性均显著升高。30℃下,珊瑚单独培养时虫黄藻密度、叶绿素a含量、生长率均显著降低,抗氧化酶活性显著升高,且与杉叶蕨藻共同培养时,加剧了热压力下珊瑚产生的生理变化。<br>  27℃下,间接接触藻类假单胞菌属(Pseudomonas)丰度升高了 22.3%,直接接触藻类则使假单胞菌属丰度降低了 16%,海命菌(Marivita)丰度升高了 13.6%;30℃下,珊瑚单独培养时假单胞菌丰度下降了 19.4%,海命菌丰度升高了 18.3%,间接接触藻类使假单胞菌丰度下降了 17.8%,直接接触藻类使假单胞菌丰度升高了 59.6%。<br>  (2)27℃下,间接接触杉叶蕨藻使风信子鹿角珊瑚虫黄藻密度和叶绿素a含量相较于对照组分别减少了 53.1%和71.2%;CAT酶活性仅在直接接触藻类时显著升高6倍。30℃下,珊瑚单独培养时虫黄藻密度和叶绿素a含量分别降低84.4%和93.8%,SOD和CAT的酶活性分别提高2.3倍和3.1倍;与海藻间接或直接接触培养时,虫黄藻密度分别降低53.1%和28.1%,叶绿素a含量分别降低55.6%和53.7%,CAT酶活性显著升高5.4倍和2.5倍。<br>  27℃下,间接接触海藻使弧菌(Vibrio)、邻单胞菌(Plesiomonas)、奈瑟氏菌(Neisseria)以及螺旋体菌(Brevinema)丰度显著升高。30℃下,珊瑚单独培养时,营胞内寄生性病原微生物米卡弧菌(Micavibrionales)、立克次氏体菌(Rickettsiales)丰度显著升高;与藻类共培养时,胞内寄生性微生物丰度与对照组无差异且直接接触海藻提高了益生菌海命菌、Halioxenophilus丰度。<br>  27℃下,不论直接或间接接触藻类,Rab家族、ATG家族和Casp7基因等差异表达基因(DEGs)显著富集在细胞内吞、自噬和凋亡通路中。30℃下,珊瑚单独培养时,上调DEGs在微生物免疫信号转导中显著富集途径,如Toll和TNF信号通路;多种细胞免疫(IFI47,TRAF家族)和氧化应激(CAT,SODC,Hsp70)基因表达上调。而与仅受热压力的珊瑚相比,在30℃且与杉叶蕨藻相互作用后珊瑚下调DEGs在凋亡和Nod受体信号通路显著富集,其中包括Casp和TRAF家族等转录因子。<br>  综上所述,27℃,杉叶蕨藻对两种珊瑚均产生负面影响;30℃,杉叶蕨藻加剧了热压力对盾形陀螺珊瑚的影响,但减缓了对风信子鹿角珊瑚的影响。

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