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珊瑚礁作为世界上生物多样性和生产力最为丰富的海洋生态系统之一,一直备受全世界的关注。珊瑚礁的基础建造者——造礁石珊瑚与虫黄藻的共生关系,对珊瑚礁生态系统的可持续发展有深远意义。近几十年来,由于全球气候变化和人为活动的影响,珊瑚白化现象频繁且大面积的发生,造成全球珊瑚礁退化日益严重,不仅使许多海域珊瑚礁多样性下降,且严重影响着海洋生态系统的健康。多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）普遍存在于海洋环境中,其在海洋环境介质中的分布和对海洋生物的影响已成为全世界关注的热点。海南是中国珊瑚分布最广和珊瑚多样性最丰富的地区,同样面临珊瑚礁日益退化的威胁。因此,本研究围绕有机污染物PAHs在海南珊瑚礁区中的分布特征和来源分析,初步阐明珊瑚共生虫黄藻应对PAHs胁迫的响应机制和适应策略,为珊瑚应对环境胁迫与生态响应的内共生调控的研究提供重要的参考依据,也为珊瑚礁生态系统的保护与修复提供提供重要的理论和数据支撑,主要研究成果如下:（1）通过对海南珊瑚礁区中PAHs分布特征的分析,阐明了珊瑚礁区中PAHs组成与来源,并比较珊瑚生物富集PAHs能力的种间差异。采用高效气相色谱-质谱（gas chromatography/mass spectrometry,GC-MS）技术对海南珊瑚礁分布区的环境介质（海水和沉积物）和14种珊瑚中的16种PAHs进行检测,发现珊瑚体内总PAHs（the total polycyclic aromatic hydrocarbons,∑PAHs）浓度显著高于海水和沉积物。与国内外其他地区相比,海南珊瑚礁区中PAHs整体污染水平为中低水平。近岸珊瑚礁区中PAHs浓度整体高于西沙珊瑚礁区。除银屿岛和晋卿岛外,其他礁区PAHs均以低环PAHs占主导,其来源为石油源和热解源。此外,发现不同种珊瑚中PAHs含量水平存在差异,且珊瑚的PAHs生物富集能力也具明显的种间差异。海南珊瑚礁造礁石珊瑚对环境介质中高环PAHs具有较强生物富集效率,其中,橙黄滨珊瑚（Porites lutea）、丛生盔形珊瑚（Galaxea fascicularis）、变形雀屏珊瑚（Pavona varians）对海水中PAHs的生物富集较强,丛生盔形珊瑚、联合微孔珊瑚（Porites rus）对沉积物中PAHs生物富集较强。（2）通过对三亚珊瑚共生虫黄藻种群结构及其与环境因子的相关性的分析,揭示了其种群结构和多样性的分布特征与宿主种间差异,以及影响珊瑚共生种群结构的主要环境因子。利用高通量测序技术对三亚礁区3月和7月中的造礁珊瑚优势种的共生虫黄藻基因型进行测序,结果表明其共生虫黄藻的多样性存在时空和种间差异:其多样性以7月高于3月,且以蜈支洲岛和鹿回头最高;指形鹿角珊瑚（Acropora digitifera）、风信子鹿角珊瑚（Acropora hyacinthus）的共生虫黄藻多样性较高。三亚珊瑚礁区中造礁石珊瑚被检测出A、B、C、D、E、F、G、H系群共8个共生虫黄藻系群和158个亚系群,其共生虫黄藻种群以C、D系群和C15、D1亚系群为主导,且种群结构存在时空和宿主种间的差异:在3月和7月中,柔角菊珊瑚（Favites flexuosa）、丛生盔形珊瑚的主导系群被替换,而指形鹿角珊瑚（Acopora digitifera）、风信子鹿角珊瑚（Acopora hyacinthus）的主导系群未出现被替换现象。礁区海水的温度、盐度、p H、NO2--N和NO3--N环境因子是影响其三亚珊瑚共生虫黄藻种群结构和分布的主要因素。珊瑚共生虫黄藻种群与环境因子的相关性存在种间差异,大部分C系的亚系群（如:C1、C31、C1231等亚系群）与环境介质中营养盐和PAHs呈显著负相关,表明虫黄藻C系群对环境变化和PAHs污染较为敏感。（3）通过对苯并[a]芘（Benzo[a]pyrene,Ba P）胁迫下珊瑚共生虫黄藻的生理和种群结构变化的分析,探讨了Ba P胁迫珊瑚共生虫黄藻的毒性效应与种群适应性。根据对Ba P胁迫指形鹿角珊瑚共生虫黄藻的叶绿素、细胞密度指标测定,发现Ba P胁迫降低其共生虫黄藻的叶绿素含量和细胞密度,并表现出明显的时效关系。此外,利用荧光定量技术和高通量测序技术测定其共生虫黄藻种群相对丰度,发现Ba P胁迫下虫黄藻D系群相对丰度增加,其中D1、D1a、A1.2亚系群的增加呈时效关系,表明这些种群对Ba P胁迫较耐受;而C系群相对丰度下降,其中C1、C1232亚系群相对丰度降低呈时效关系,表明这些种群对Ba P胁迫较敏感。（4）通过对Ba P胁迫下珊瑚共生虫黄藻的转录组中差异基因筛选、差异基因的功能及参与的生物学过程的分析,初步探讨其关键功能基因对Ba P胁迫下的响应。运用高通量转录组测序技术对Ba P胁迫下珊瑚共生虫黄藻的转录组测序并进行生物信息学分析,发现Ba P胁迫影响珊瑚共生虫黄藻的核酸代谢、光合作用、氧化磷酸化等一系列生物学过程:Ba P胁迫下其核酸代谢的关键基因发生显著性变化,影响其DNA复制和RNA转录,甚至造成DNA损伤的可能,从而影响其核酸代谢,为维持正常的核酸代谢过程,共生虫黄藻可能会通过高表达相关的酶来形成保护机制;Ba P胁迫降低珊瑚共生虫黄藻中与光合作用有关基因的表达,尤其是光反应阶段;并且Ba P胁迫会导致氧化磷酸化相关酶的基因表达量降低,抑制ATP的产生,减弱氧化磷酸化作用,影响虫黄藻的能量代谢,从而导致生物学功能的失调,不利于珊瑚与虫黄藻共生关系的维持。