【摘 要】
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珊瑚礁生态系统作为热带海洋最突出、最具有代表性的生态系统,生物多样性极其丰富。但在全球变暖的大背景下,珊瑚白化日益严重,导致全球范围内的珊瑚礁生态系统快速退化。探究珊瑚共生体响应高温胁迫的分子机制对珊瑚礁生态系统的保护和恢复至关重要。代谢组学是与表型最接近的组学,能够反映环境因子变化对机体产生的生理效应,具有放大基因和蛋白表达细微变化的优势。研究内容分为以下两部分:第一部分选择中国海南西沙的多曲杯
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珊瑚礁生态系统作为热带海洋最突出、最具有代表性的生态系统,生物多样性极其丰富。但在全球变暖的大背景下,珊瑚白化日益严重,导致全球范围内的珊瑚礁生态系统快速退化。探究珊瑚共生体响应高温胁迫的分子机制对珊瑚礁生态系统的保护和恢复至关重要。代谢组学是与表型最接近的组学,能够反映环境因子变化对机体产生的生理效应,具有放大基因和蛋白表达细微变化的优势。研究内容分为以下两部分:第一部分选择中国海南西沙的多曲杯形珊瑚（Pocillopora meandrina）、箭排孔珊瑚（Seriatopora hystrix）、指状蔷薇珊瑚（Montipora digitata）和石芝珊瑚（Fungia fungites）四种珊瑚为研究对象,以其区分效果为评价指标,通过优化代谢物萃取条件以及数据处理软件MZmine2和Compound Discoverer参数,建立了珊瑚代谢组学分析方法;采用非靶向质谱代谢组学结合全球天然产物社会分子网络（Global Natural Products Social Molecular Networking,GNPS）对珊瑚代谢物进行分析,建立了珊瑚代谢物数据库。第二部分选择中国广西涠洲岛的十字牡丹珊瑚（Pavona decussata）为研究对象,采用第二章建立的非靶向质谱代谢组学分析方法,探究了十字牡丹珊瑚对热胁迫的代谢应答机制。实验方法为:在室内养殖并建立白化珊瑚的模型,采用超高效液相色谱-高分辨质谱联用技术对珊瑚共生体的代谢提取物进行表征,然后利用多元统计分析和GNPS筛选并鉴定出61种区分健康与白化珊瑚的差异性化合物并对差异化合物进行了代谢通路分析。主要研究结果与结论如下:在珊瑚发生白化时,体内脂质、脂肪酸、肽、氨基酸等多种代谢小分子含量发生变化,具体表现为:1)脂类（如甜菜碱脂类、单半乳糖单酰甘油（MGMG）和双半乳糖单酰甘油（DGMG））、脂肪酸及其衍生物（如脂肪酸甲酯（FAME））及氨基酸类（如谷氨酰胺和谷氨酸）代谢产物含量显著降低,表明为满足珊瑚的基本生存所需的能量,脂质水解和氨解作用增强,从而促进糖异生反应;2)三羧酸（TCA）循环中的两个重要中间体,泛酸盐和泛醇,表达上调,推测其目的是提高珊瑚代谢过程中的能量产生效率;3)Glu-Leu和Glu-Glu-Glu-Glu等小分子多肽,含量上调,推测这是珊瑚抗氧化系统被激活的结果;4)溶血小板活化因子,例如lyso PAF C-16和lyso PAF C-18含量下降,这可能是珊瑚产生免疫反应的结果;5)维持共生体稳态的甜菜碱和三甲胺N-氧化物（TMAO）等渗透剂含量下调。
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