【摘 要】
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海洋酸化被认为是威胁珊瑚礁生态系统的最主要因素之一,充分了解珊瑚共生虫黄藻和细菌对海洋酸化的响应对于理解珊瑚的适应机制和发展趋势具有重要意义。然而已有的研究尚未能揭示珊瑚共生虫黄藻和细菌响应酸化的调节机制。本论文从涠洲岛珊瑚礁区选择对环境变化非常敏感的强壮鹿角珊瑚（Acropora valida）为研究对象,在室内设置了4个pH梯度（pH分别为8.2,7.8,7.4,7.2）,每个pH梯度持续10
【基金项目】
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国家自然科学基金重大项目课题（批准号:42090041）； 国家自然科学基金重点项目（批准号:42030502）； 广西科技创新和基地人才专项项目（批准号:AD17129063,AA17204074）；
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海洋酸化被认为是威胁珊瑚礁生态系统的最主要因素之一,充分了解珊瑚共生虫黄藻和细菌对海洋酸化的响应对于理解珊瑚的适应机制和发展趋势具有重要意义。然而已有的研究尚未能揭示珊瑚共生虫黄藻和细菌响应酸化的调节机制。本论文从涠洲岛珊瑚礁区选择对环境变化非常敏感的强壮鹿角珊瑚（Acropora valida）为研究对象,在室内设置了4个pH梯度（pH分别为8.2,7.8,7.4,7.2）,每个pH梯度持续10天,监测其表型和生理参数（共生虫黄藻密度和实时光合速率）变化;再基于ITS2和16S rRNA高通量测序技术,研究其共生虫黄藻和细菌的群落结构变化;还基于纯培养的方法筛选可培养的潜在耐酸化细菌,通过与16S rRNA高通量测序结果相比较,进一步探讨珊瑚共生细菌与耐受性之间的关系。所得主要结论如下:（1）强壮鹿角珊瑚对酸化胁迫表现出了较强的适应能力。对珊瑚表型和生理参数的测定结果显示,虽然酸化胁迫下A.valida共生虫黄藻密度显著下降（F=21.325,P=0.000）,但未出现明显的白化现象,珊瑚共生藻的实时光合速率也未发生显著变化（F=1.217,P＞0.05）,珊瑚虫的触手在夜间仍旧能够自由伸展,酸化没有威胁到珊瑚生存。（2）珊瑚共生虫黄藻的群落组成在酸化条件下表现出较强的稳定性。在整个酸化胁迫过程中,A.valida共生虫黄藻的群落组成始终以C1亚系群（77.90±0.98%）为主导,由于C1是具有高效光合能力的虫黄藻亚系群,因此推测C1与A.valida的稳定共生很可能补偿了酸化对虫黄藻密度的负面影响,维持了光合速率的稳定性。当pH下降至7.2时,共生虫黄藻背景系群的相对丰度显著上升至8.27±0.76%（H=16.211,P=0.001）,虫黄藻背景系群被认为是共生藻群落可塑性的基础,因此A.valida可能通过对共生虫黄藻背景系群的调节来维持共生虫黄藻群落对酸化响应的稳定性。（3）珊瑚共生细菌群落的稳定性和灵活性有助于A.valida抵御酸化胁迫。门水平上,A.valida始终以Proteobacteria为第一主导细菌门（94.58±6.78%）;pH 7.2时,Proteobacteria相对丰度显著下降至87.12±9.92%（H=13.057,P=0.005）,Cyanobacteria的相对丰度则显著升高到8.11±0.23%（H=10.726,P=0.013）。属水平上,Endozoicomonas始终占据绝对优势（83.34±14.18%-98.33±0.72%）。作为重要的光合微生物,Cyanobacteria相对丰度的增加很可能为珊瑚共生体的光合速率提供了补偿,确保了低pH环境下珊瑚所需的能量供应。而Endozoicomonas作为珊瑚益生菌,其与A.valida的稳定共生很可能为共生功能体中的虫黄藻提供了有益保障,帮助珊瑚适应酸化威胁。（4）珊瑚共生细菌对酸化的响应与珊瑚共生功能体的调控紧密关联。纯培养所筛选到的A.valida潜在耐酸化细菌与16S rRNA测序结果存在显著差异,主要表现为纯培养没有筛选到在A.valida中占绝对优势的Endozoicomonas,而筛选到了更高比例的珊瑚病原菌Vibrio和机会主义细菌Acinetobacter。我们认为造成差异的主要原因是纯培养环境的限制,这也从侧面证明了珊瑚共生细菌在酸化胁迫下的动态变化与珊瑚共生功能体和其生存环境的调控密不可分。
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