基于虫黄藻属特异性的鹿角杯形珊瑚内共生微生物群落演替对温度胁迫的响应

论文摘要

珊瑚与丰富多样的细菌群落形成共生关系,这些共生细菌对珊瑚健康和营养在宿主体内循环具有重要意义。固氮细菌能够将海水中的氮气转化成生物可利用的氨,提供给珊瑚及其共生虫黄藻。近几十年来,全球气候变暖引起的海洋温度升高正严重威胁着珊瑚礁生态系统。尽管长期的高温胁迫会导致珊瑚白化和疾病爆发,但与珊瑚共生的细菌群落却具有快速响应环境变化的能力。越来越多的证据表明珊瑚共生细菌有助于提高宿主对胁迫的耐受韧性,但细菌在增强珊瑚对环境胁迫的适应能力方面发挥的具体作用尚未得到充分研究。本论文以不同分支（Clade）虫黄藻（Cladocopium spp.vs.Durusdinium spp.）主导的鹿角杯形珊瑚Pocillopora damicornis为研究对象,通过对16S rDNA和nifH基因扩增子的高通量测序,研究了高温胁迫下与珊瑚共生的细菌群落、特别是固氮细菌群落的种群变动。主要的研究结果如下:1.鹿角杯形珊瑚主要的共生细菌有蓝细菌、变形菌、拟杆菌、厚壁菌。其中α-和γ-变形菌、厚壁菌中的梭菌、拟杆菌中的噬纤维菌丰度较高。珊瑚共生固氮细菌类群主要由变形菌和蓝细菌组成,特别是α-变形菌纲的红螺菌目、鞘脂单胞菌目、根瘤菌目和红细菌目,是优势固氮细菌群落;其它丰度较高的固氮类群有γ-变形菌中的着色菌目,β-变形菌中的伯克氏菌目和δ-变形菌中的脱硫盒菌目。2.在高温胁迫影响下珊瑚共生细菌群落发生显著的差异变化。蓝细菌中Aerosakkonema属和Oscillatoria属和根瘤菌目中的Ochrobactrum属对高温敏感,丰度显著降低;而厚壁菌的Oceanirhabdus属的相对丰度受高温诱导显著增加。在固氮细菌中,红螺菌目中的Azospirillum属和着色菌目中的Marichromatium属的相对丰度受高温诱导显著增加。相反,Rhodovulum、Methyloceanibbacter、Novssphingobbium、Azoarcus的相对丰度在高温胁迫的影响下显著降低。3.高温胁迫下珊瑚细菌群落变化呈现虫黄藻分支类型的特异性。C分支虫黄藻主导的珊瑚的细菌群落结构受高温影响显著,诱导出现的细菌在患病或受胁迫的珊瑚中曾出现过。而D分支虫黄藻主导的珊瑚在热胁迫下可以维持相对稳定的细菌群落结构,出现更多在极端环境中发现的细菌。这些细菌的出现可能影响珊瑚的生理健康和对高温环境的适应能力,可以用作指示珊瑚对高温环境的响应。本论文揭示了高温胁迫下具有不同分支的虫黄藻主导的P.damicornis共生细菌多样性和丰度的差异变化,研究结果证明了珊瑚共生细菌与虫黄藻一起在珊瑚响应环境变化的调控中的重要性,这对全球气候变化背景下的珊瑚礁保护和修复具有重要意义。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李康凯

导师: 石拓

关键词: 鹿角杯形珊瑚,虫黄藻,珊瑚微生物共生互作,固氮细菌,条形码,高通量测序,气候变化

来源: 厦门大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 厦门大学

分类号: Q938

总页数: 77

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