涠洲岛造礁石珊瑚共生体系对异常温度胁迫响应的实验研究

发布时间：2020-09-27 06:21

　　 在当今全球变暖的气候背景下,全球珊瑚发生了大面积损失共生虫黄藻而变白的生态现象(白化)。虫黄藻等珊瑚共生体对异常温度的响应特征因珊瑚种类、珊瑚礁区域等不同而有所差异,但对其中的机理仍不清楚。本文通过室内模拟实验,对采自涠洲岛的4种造礁石珊瑚(Acropora cytherea、Echinophylliaaspera、Favites halicora和Pavonaminuta)进行异常温度急性胁迫,从微观的三个方面探究珊瑚响应高温环境胁迫(Thermal stress:TS)和低温环境胁迫(Cold stress:CS)的关键共生微生物群落的变化和宿主珊瑚的差异代谢产物分析。从温度胁迫实验中提取80个珊瑚共生体DNA样本和6组代谢样本,利用16S rRNA和ITS2高通量测序技术,调查和分析样本中细菌和虫黄藻的多样性和其群落结构,比较其在不同温度下的差异;同时利用LC-MS技术分析宿主珊瑚在不同温度下的差异代谢产物,探究珊瑚宿主在温度胁迫的代谢变化。结果表明:(1)4种珊瑚中,F.halicora对异常温度的耐受性最强,A.cytherea最差。经过珊瑚共生细菌多样性分析发现,珊瑚共生细菌的多样性越高,其对异常温度的耐受性越好。同时,珊瑚耐受性也受到珊瑚共生细菌群落稳定性的影响。(2)共生虫黄藻的类型对珊瑚耐受性有极大影响,涠洲岛的4种珊瑚共生藻均以C1亚系群为最大优势共生虫黄藻,但其中含共生D系群的F.halicora对高温的耐受性更强,但是短期异常温度急性胁迫对共生虫黄藻主要系群结构影响较小。(3)珊瑚宿主对异常温度(TS和CS)的胁迫应激性反应相似,会分泌抗炎性物质修复受损细胞,但在TS下珊瑚自身分泌的抗炎代谢物质多于CS,说明其在高温胁迫下应激效果强于低温。(4)在珊瑚共生体系受到温度胁迫时,虫黄藻主要影响珊瑚种间对异常温度胁迫的耐受性,而共生细菌群落主要影响珊瑚在2种温度胁迫(TS和CS)方式下的耐受性差异。珊瑚共生体中的细菌成分、虫黄藻组分和珊瑚宿主应对应激反应所增加的功能类型都为修复功能,共同恢复珊瑚共生体系生命活动,三者是统一的整体,互利共生,相互影响。
【学位单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q958.8
【部分图文】：

西大学颂士学位论文逦ｉｆｆｌ洲岛造碟石珊瑚共生体系对异常遇度胁迫响应的实验第二章材料与方法逡逑．邋１研究区域概况逡逑涠洲岛（２１°００—２１°１０＇Ｎ、１０９°００＇—１０９°１５＇Ｅ）邋［１０６】位于北部湾海域中部，属于壮族自治区北海市涠洲镇，与广东省雷州半岛的珊瑚礁隔海相望｜２２］。该岛屿长７．５逡逑里，宽５．５公里，全岛岸线长２６．６公里，陆域面积２４．９８平方公里１３］，是广西沿海大的岛屿，是我国最大、最年轻的岛屿？７］，更是我国分布有造礁珊瑚的主要区域。涠洲岛地形南高北低，拥有海蚀型、过渡型和堆积型３种类型的海岸，分别坐岛屿的西部、西南部和东北部，与之相对应的岸礁发育阶段是雏型期、幼年期和早期，其生物－地貌带类型朝着外海方向可划分为沙堤、海滩、礁坪和外礁坪珊瑚带ｔ２２ｌ。逡逑Ｎ逡逑

３．１珊瑚在温度胁迫下的结果描述逡逑在温度胁迫实验中，ＴＳ胁迫组中的鹿角珊瑚最先发生组织破裂、表面大部分白化逡逑的现象，接着是ＣＳ胁迫组中的鹿角珊瑚发生褪白现象（如图３－１），其余珊瑚在２个逡逑胁迫组中均发生颜色变浅现象，但ＴＳ胁迫组中的珊瑚颜色变浅程度高于ＣＳ胁迫组。逡逑在ＴＳ胁迫组中刺叶珊瑚的组织明显膨胀，有脱落的趋势。同时ＴＳ胁迫组中的牡丹珊逡逑瑚与ＣＳ胁迫组中的牡丹珊瑚相比，高温胁迫使其触手严重收缩。在４种珊瑚中，蜂巢逡逑珊瑚最为稳定。实验结束后，ＴＳ胁迫组中的鹿角珊瑚白化致死，而将ＣＳ中的鹿角珊逡逑瑚在移植至驯养缸体后，恢复正常。逡逑图３－１邋４种珊瑚在３４°Ｃ和１８°Ｃ的照片对比逡逑Ｆｉｇ．３－１邋Ｔｈｅ邋ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ邋ｏｆ邋４邋ｃｏｒａｌｓ邋ａｔ邋３４°Ｃ邋ａｎｄ邋１８°Ｃ逡逑注：图中ＴＳ为高温胁迫组，ＣＳ为低温胁迫组，数字代表胁迫温度，Ａ代表珊瑚Ａｑｖlzｅｒｅｏ，邋Ｅ代逡逑表ｏｓｐｅｒａ

广西大学硕士学位论文逦ｉｆｆｉ洲岛造碟石珊瑚共生体系对异常遇度胁迫响应的实验研究逡逑３．邋３珊瑚共生虫黄藻结构组成逡逑３．３．１虫黄藻测序深度评估逡逑在９７％的相似水平下聚类得到４５个ＯＵＴ，ＯＵＴ为分类水平，采用对序列进行随逡逑机抽样的方法，以抽到的序列数与它们对应的物种（如ＯＴＵ）数目或多样性指数，构逡逑建稀释曲线。以ｓｏｂｓ为多样性指数构建的稀释曲线Ｒａｒｅｆａｃｔｉｏｎ邋ｃｕｒｖｅ，趋向平坦则说明逡逑测序数据合理，足够反应样本物种情况；以Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数构建的Ｓｈａｎｎｏｎ逡逑ｃｕｒｖｅ，曲线趋向平坦说明测序数据量足够大，可以反映样本中绝大多数的微生物多样逡逑性信息，如图３－５。逡逑

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本文编号：2827531