天津
近日，中国科学院南海海洋研究所巩三强博士联合中国科学院南海海洋研究所张跃环研究员、广西大学海洋学院余克服教授在Nature出版集团旗下期刊Communications biology (中科院1区top)发表了题为“Diel transcriptional responses of coral-Symbiodiniaceae holobiont to elevated temperature”的研究论文。论文研究发现昼夜节律性基因转录在珊瑚共生体应对高温胁迫和珊瑚退藻白化过程中发挥着重要作用。
珊瑚白化是珊瑚礁生态系统面临的最大威胁之一，而全球气候变暖导致的海水温度升高是珊瑚白化的主要诱因。该研究以我国海南鹿角珊瑚-虫黄藻共生体为研究对象，通过模拟自然光暗周期和海水升温胁迫条件，分析了珊瑚白化过程中珊瑚-虫黄藻共生体生理、代谢特征和基因转录的时间节律性变化。
研究发现，升温胁迫下珊瑚共生体光合效率下降、活性氧含量升高、脂质过氧化程度加剧且呈现节律性振荡模式。此外，升温破坏了珊瑚共生体昼夜节律性基因转录，例如，参与多糖利用和细胞氧化还原平衡的CBM21和SOUL基因的表达水平显著降低，这可能导致珊瑚共生体代谢功能的紊乱，进而加剧珊瑚白化。
该研究首次在珊瑚中检测到了CIPC基因，并初步明确其为珊瑚核心昼夜节律性基因之一。研究还发现，升温胁迫下，一些参与信号转导、转录调控、翻译、辅因子代谢、脂质代谢、碳水化合物代谢和转运等过程的基因其节律性表达水平也发生了改变，表明昼夜节律性基因转录在升温导致的珊瑚白化过程中发挥着重要作用。
将来可通过解析珊瑚共生体昼夜节律性基因转录的调控机制，探索新的珊瑚白化防控策略，为全球气候变暖背景下南海珊瑚礁生态系统安全保障提供理论依据。
该研究得到了广东省自然科学基金和广西南海珊瑚礁研究重点实验室开放基金的资助。
图1. 珊瑚-虫黄藻生理代谢特征变化
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s42003-024-06542-6
信息来源：中国科学院南海所。
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