两种造礁石珊瑚共生藻分子系统分类及其对水温升高的响应研究

珊瑚白化是导致全球珊瑚礁生态系统衰退的最重要原因之一,野外观察结果表明不同种属的造礁石珊瑚对于海水温度升高的耐受性有所差异.选取多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)为研究对象,比较其共生藻在温度升高时的光生理差异.对多孔鹿角珊瑚和丛生盔形珊瑚共生藻的分子系统学研究结果表明:多孔鹿角珊瑚和丛生盔形珊瑚的共生藻属于不同系群,丛生盔形珊瑚共生藻属于D系群,而多孔鹿角珊瑚共生藻属于C1亚系群.当温度升高到30℃时并未对两种造礁石珊瑚共生藻光合系统Ⅱ造成损害,而当温度升高到34℃时两种造礁石珊瑚共生藻的F_v/F_m值急剧下降,其光合系统Ⅱ遭受损害.多孔鹿角珊瑚和丛生盔形珊瑚分别与不同系群的共生藻共生可能是导致其对海水温度升高耐受性不同的主要原因,与C1亚系群共生藻共生的多孔鹿角珊瑚对水温升高敏感,容易白化,而与D系群共生藻共生的丛生盔形珊瑚对水温升高的耐受性强,不易白化.     

造礁石珊瑚共生藻的分子分类研究

通过nlsrDNA(nuclear large-subunit ribosomal DNA)及nssrDNA(nuclear small-subunit ribosomal DNA)的PCR-RFLP研究广东徐闻地区8科15属25种62个造礁石珊瑚样本的共生藻。结果表明,共生藻nlsrDNA的RsaI酶切基因型只存在一种,属于C系群共生藻;而nssrDNA的MobⅠ和TaqⅠ两种酶切都存在两种基因型。实验进一步通过PCR直接测序法得到62个造礁石珊瑚样品的共生藻ITS序列,与GenBank上的4种虫黄藻ITS序列构建Neighbor-Joining系统发育树,结果表明该区的造礁石珊瑚共生两种不同种类(亚系群)的共生藻,分别为C1亚系群与C15亚系群共生藻,两个亚系群间的遗传距离为0.019。广东徐闻地区造礁石珊瑚共生藻多样性偏低,暗示该地区珊瑚礁生态系统应对环境变化的能力可能较弱。     

造礁石珊瑚共生藻对富营养的响应研究

研究了多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)及其共生藻在硝酸盐、铵盐、磷酸盐胁迫条件下的响应.结果表明,石珊瑚共生藻光合效率在各营养盐浓度下分别受到程度不同的抑制;表面共生藻密度及共生藻叶绿素 a 含量在硝酸盐、磷酸盐和铵盐与磷酸盐结合条件下都有所降低,但前者较后者的变化有所滞后;在铵盐作用下表面共生藻密度和共生藻叶绿素 a 含量均有所升高.以石珊瑚共生藻光合效率及叶绿素 a 含量作为指示珊瑚共生体系对胁迫的响应指标较为灵敏.     

适度热胁迫对造礁石珊瑚热耐受性影响的研究

在气候变暖导致全球珊瑚礁加速退化的背景下,珊瑚的热耐受性是决定珊瑚礁命运的关键.本研究对三种造礁石珊瑚(澄黄滨珊瑚;十字牡丹珊瑚;鹿角杯形珊瑚)进行了室内短期驯化模拟实验.结果显示:(1)三种造礁石珊瑚在经历32℃与34℃高温胁迫时,珊瑚共生虫黄藻密度、共生虫黄藻暗适应后最大光量子产量(Fv/Fm)都会降低,半胱氨酸d...     

三亚水域造礁石珊瑚移植试验研究

１９９３年３－１０月，在海南岛三亚市鹿回头浅海水域进行了人工移植石珊瑚（１８种）和多孔螅（１种）试验。共移植４４个样品。６个月后观察，仅有８个石珊瑚自然脱落，３个死亡。存活的珊瑚中，有２３个出现了轴向或水平扩展的生长迹象。同时还发现移植后所产生的局部生态学效应。试验结果为利用人工礁技术促进珊瑚礁生态环境的恢复提供了一个有效的手段。     

深圳杨梅坑海域造礁石珊瑚共生藻分类和遗传多样性研究

通过核糖体ITS(Internal Transcribed Spacer)的核苷酸序列研究了深圳杨梅坑海域20种47个造礁石珊瑚样本的共生藻。通过ITS序列分析,与GenBank上的4种不同的共生藻构建Neighbor-Joining聚类树,进行石珊瑚共生藻分类和遗传多样性分析。结果表明,该海域的造礁石珊瑚共生藻属于2种不同的种类(亚系群),19个样品属于C1亚系群共生藻,1个样品属于C15亚系群共生藻,C1和C15两个亚系群共生藻之间的遗传距离为0. 01。将深圳杨梅坑海域得到的ITS序列与NCBI数据库上的福建东山海域、广东徐闻地区的C1系共生藻进行比对,只有深圳杨梅坑海域藻类样本平均(A+T)碱基含量为49. 4%,(A+T)含量小于(G+C)含量。构建Neighbor-Joining聚类树表明,深圳杨梅坑海域石珊瑚共生藻与福建东山海域的亲缘关系较近,而与广东徐闻地区的亲缘关系较远,地理隔离是主要的因素。     

福建东山岛附近海域造礁石珊瑚共生藻的分子系统分类和遗传多样性研究

本研究利用核糖体大亚基5'端序列PCR-RFLP以及转录单元内间隔区(Internal TranlsclqIbed Sppacer,rrS)序列分析相结合的方法,首次对福建东山岛附近海域3种优势种类造礁石珊瑚共生藻进行了分子系统分类和遗传多样性研究.PCR-RFLP分析发现东山岛附近海域3种优势种类造礁石珊瑚共生藻都属于C系群共生藻,而ITS序列的序列分析结果表明东山岛附近海域3种优势种类造礁石珊瑚共生藻都属于C1亚系群.研究结果表明ITS序列进化速度快,适合于造礁石珊瑚共生藻属亚系群水平的鉴定.而东山岛附近海域造礁石珊瑚共生藻的多样性低,暗示东山岛附近海域造礁石珊瑚共生藻共生系统面对外界环境压力的适应能力较低.     

西沙群岛造礁石珊瑚主要疾病调查与初步研究

记录了2010年5-10月及2011年4-8月在西沙群岛海域开展珊瑚疾病调查的结果,发现普哥滨珊瑚(Porites pukoensis)、扁枝滨珊瑚(Porites andrewsi)、蔷薇珊瑚(Montipora spp.)、杯形珊瑚(Pocillopora spp.)、鹿角珊瑚(Acropora spp.) 、菊花珊瑚(Goniastrea spp.)、澄黄滨珊瑚(Porites lutea)和滨珊瑚(Porites spp.)等共14种珊瑚主要出现了白化、白斑病、黑化、黄色炎症样病症、粉红颗粒状综合症等9种不同症状的疾病,目前该海域为珊瑚疾病的频发区。其中,普哥滨珊瑚的黄色炎症样病症和扁枝滨珊瑚的白化最为常见。普哥滨珊瑚黄色炎症样病症主要出现在永兴岛附近海区,患病部位存在大量黄色脓样分泌物,患病部位水螅体生长正常、萎缩或缺失,有时骨骼部分缺失,患病部位面积一般为0.02~12.00 cm2;该疾病由机械损伤或其他原因引起,因机械损伤引起的伤口一般在2~3个月可以恢复,其中小面积伤口的黄色物质可在10~20d内消失、伤口基本恢复正常,而其他原因产生的黄色物质需1~3个月才能消失,有的甚至在观察期内无明显变化。扁枝滨珊瑚的白化出现在七连屿一带的扁枝滨珊瑚分布区,该病存在整枝完全白化、局部大面积白化、散布白色斑点3种情况,白化部位水螅体缺失。本文为我国西沙海域珊瑚疾病的首次报道,可为今后开展西沙珊瑚疾病研究提供参考。     

一种环境敏感型造礁石珊瑚Pocillopora sp.共生虫黄藻和细菌的生态特征

在气候和人类活动的长期影响下,南海珊瑚礁演变出生境各异的珊瑚礁生态系统.珊瑚对特殊生境的适应离不开体内共生微生物类群的调节.分析共生微生物的生态特征有助于了解珊瑚的环境适应机制,同时可以对珊瑚未来的进化趋势做出评估.本研究从南海低纬度的南沙群岛(NS)和西沙群岛(XS)以及相对高纬度的海南陵水(LS)3个珊瑚礁区采集一...     

三亚水域造礁石珊瑚移植试验研究

１９９３年３－１０月，在海南岛三亚市鹿回头浅海水域进行人工移植石珊瑚（１８种）和多孔螅（１种）试验。共移植４４个样品。６个月后观察，仅有８个石珊瑚自然脱落，３个死亡。存活的珊瑚中，有２３个出现了轴向或水平扩展的生长迹象。同时还发现移植后所产生的局部生态学效应。试验结果为利用人工礁技术促进珊瑚礁生态环境的恢复提供了一个有效的手段。     

珊瑚共生虫黄藻密度的季节变化及其与珊瑚白化的关系——以大亚湾石珊瑚为例

定量分析了2006年6月、2007年8月和2008年2月采自南海北部大亚湾海域的共8科、13属、23种170个石珊瑚样品的共生虫黄藻密度,探讨了石珊瑚共生虫黄藻密度的季节变化及其与珊瑚白化的关系.结果显示,所有珊瑚种属的共生虫黄藻密度都显示出明显的季节性波动,总体上夏季低、冬季高(约为夏季的2倍),是海表水温和太阳辐射协同作用的结果.夏季大规模的珊瑚白化(热白化)可能是珊瑚共生虫黄藻密度逐渐降低(排出)到一定阈值的外观表征,而非突发的生态现象;冬季珊瑚白化(冷白化)则可能是极端低温直接致珊瑚死亡,进而快速排出虫黄藻的突发现象;高共生虫黄藻密度对冬季低温乃至极端低温条件下的珊瑚生存起到一定的保护作用.     

海南岛造礁石珊瑚资源初步调查与分析

采用断面法调查于2007年4月至10月对海南岛周边区域的造礁石珊瑚进行调查,结果显示:海南岛周边调查区域造礁石珊瑚有13科95种,优势种为丛生盔形珊瑚、多孔鹿角珊瑚、标准蜂巢珊瑚、五边角蜂巢珊瑚、秘密角蜂巢珊瑚、精巧扁脑珊瑚、梳状菊花珊瑚、澄黄滨珊瑚、二异角孔珊瑚、十字牡丹珊瑚等.海南岛周边活造礁石珊瑚覆盖率为32.74％,其中东部29.84％、南部44.43％、西部17.38％;死造礁石珊瑚覆盖率为3％,其中东部2.29％、南部4.81％、西部1.06％.海南岛造礁石珊瑚补充量为0.44 ind/m2,其中东部为0.56 ind/m2、南部为0.52 ind/m2、西部为0.24ind/m2,总体上,海南岛周边近岸造礁石珊瑚分布状况为南部种类及覆盖度最多,东部次之,西部较少.从地理位置及造礁石珊瑚的空间分布情况来看,海南岛造礁石珊瑚分布呈现由南往北随纬度增高而递减的趋势,分析认为,这主要与珊瑚浮浪幼虫占领新的生境有关.随着近几年过度捕捞、海水养殖、旅游观光等持续进行,海南岛近岸部分区域的造礁石珊瑚呈退化趋势.     

造礁石珊瑚的分子系统学研究进展

综述了造礁石珊瑚系统发生关系和分类的研究现状,重点概述了造礁石珊瑚的分类和遗传多样性在分子生物学领域的研究进展。目前采用的进行造礁石珊瑚分类和遗传多样性研究的分子生物学方法,主要弥补了造礁石珊瑚在传统形态分类学上无法准确界定的缺点,其中核糖体RNA和线粒体DNA序列分析是目前对造礁石珊瑚分子进化和系统发育研究最有效的方法。最后,对未来造礁石珊瑚的分类和遗传多样性研究做了展望,对珊瑚礁框架生物造礁石珊瑚进行分类和遗传多样性的研究,将有助于为珊瑚礁生态系统的保护和恢复提供理论基础。     

三亚蜈支洲岛两种造礁石珊瑚的生理特征

随着旅游开发和人类活动的加强,三亚蜈支洲岛南北两侧珊瑚礁区呈现出截然不同的水质环境状况和珊瑚群落分布。本研究通过分析三亚蜈支洲岛南北两侧两种造礁石珊瑚——丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)和疣状杯形珊瑚(Pocillopora verrucosa)的生理特征,旨在分析造礁石珊瑚应对水质环境变化的响应机制和应对策略。研究结果发现:两种珊瑚的生理指标表现出明显的南北区域差异。与南侧相比,北侧珊瑚的蛋白质含量显著性降低,SOD活性显著性的升高,表明北侧珊瑚抗氧化系统受到应激胁迫反应,而南侧珊瑚的生理状态更好。南、北两侧中丛生盔形珊瑚的生物量和能量物质含量有显著差异性,虫黄藻密度差异不显著;而疣状杯形珊瑚生物量和能量物质含量差异不显著,但其虫黄藻密度差异显著;表明丛生盔形珊瑚与疣状杯形珊瑚面对胁迫环境时,两者的能量代谢应激策略不同。因此,三亚蜈支洲岛南北两侧开发状况、水质环境的差异导致珊瑚生理状态呈现南北差异。     

三亚造礁石珊瑚虫黄藻光合作用效率的日周期及其调控因素

珊瑚与虫黄藻的共生是珊瑚礁生态系统最基本的生态特征,虫黄藻光合作用效率直接决定着珊瑚的健康状况。本研究对海南三亚鹿回头珊瑚礁礁坪上5种典型珊瑚(澄黄滨珊瑚Porites lutea、丛生盔形珊瑚Galaxea fascicularis、标准蜂巢珊瑚Favia speciosa、多弯角蜂巢珊瑚Goniastrea favulus和伞房鹿角珊瑚Acropora corymbosa)共生藻的实际光量子产量ΦPSⅡ进行了连续5日的现场监测,并同时监测了该海域的7种环境参数(温度、盐度、溶解氧、pH、海水中二氧化碳分压pCO2、辐射和潮位),旨在探索鹿回头海域珊瑚共生虫黄藻光合作用的日变化规律及其调控因素。结果表明,珊瑚共生虫黄藻光合作用效率和各环境参数都存在明显的日变化,但共生藻光合作用效率主要受光合有效辐射强度(photosynthetic active radiation,PAR)所调控,其次是温度和潮位变化。澄黄滨珊瑚的共生藻光合作用最易受到环境因素的影响。     

重金属铜污染对石珊瑚生长影响的实验研究

分布于热带海洋的珊瑚礁是重要的生态学资源.受全球环境变化和人类活动的影响,珊瑚礁正处于退化之中,其中重金属污染是人类活动影响珊瑚礁的重要方面.国际上不少研究初步探索了珊瑚对一定浓度重金属的响应,我国类似的研究尚不多.本文通过72h的急性毒性测试,研究重金属Cu2+污染对6科7属石珊瑚的影响,以了解重金属污染对石珊瑚所造成的伤害和石珊瑚对Cu2+污染的生态反应.实验结果显示,随着Cu2+浓度的增加,与珊瑚共生的虫黄藻密度呈现先短暂上升而后持续下降的趋势,直致珊瑚白化;Cu2+污染对块状滨珊瑚毒性影响最大,在浓度超过40·7μg·L-1时即致其死亡.Cu2+污染胁迫下所有试验珊瑚的触手伸展活动都出现异常,显示Cu2+污染对珊瑚生存有明显的影响.     

升温胁迫对珊瑚及其共生藻影响的初步研究

石珊瑚失去共生藻或光合色素就会发生白化.以石珊瑚体内、外正常与异常共生藻浓度及比例变化、珊瑚表面共生藻密度为参数,研究了3种珊瑚在3种温度(26℃、31℃、34℃)下的响应.结果表明,在未受(26℃)或受到较小(31℃)温度胁迫时石珊瑚体内、外共生藻浓度及比例保持稳定,正常共生藻占优势;受较强温度(34℃)胁迫时异常共生藻迅速占优势,游离出的共生藻增多,且3种石珊瑚都在该温度下48h内白化.石珊瑚及其共生藻处在相对稳定的共生体系中,受温度胁迫后大量共生藻游离出共生体系而发生白化至死亡.     

环境变化对造礁石珊瑚营养方式的影响及其适应性

造礁石珊瑚是珊瑚礁生态系统的框架生物,它们既能够通过共生藻的光合作用进行自养,也能够通过触手捕获和黏液吸附等方式进行异养。通过研究造礁石珊瑚光合自养以及异养营养的机理和过程,系统分析了光照、温度、营养盐、潮汐、水流、CO2质量浓度以及食物的可获得性等因素对造礁石珊瑚光合自养和异养营养产生的影响,并讨论了珊瑚的这2种营养方式对环境变化的适应性。在环境适宜的条件下,光合自养是健康造礁石珊瑚的主要营养方式;当珊瑚自养营养的供给受到限制时,异养营养能够在一定程度上弥补其营养缺失,甚至可能成为珊瑚的主要营养方式。造礁石珊瑚的2种营养方式能够对不同环境因素的变化做出不同响应,并通过两者之间的互补以适应环境变化。今后研究的重点应放在归纳各类因素对造礁石珊瑚2种营养方式的影响;深入研究造礁石珊瑚异养营养方式的规律与环境适应性;厘清造礁石珊瑚光合自养与异养营养之间的关系和协调模式。     

丛生盔形珊瑚的2种颜色群体共生藻组成比较

造礁石珊瑚与共生藻 Symbiodinium spp.的互利共生对维护多样性极为丰富的珊瑚礁生态系统至关重要.在受到诸如水温异常等环境胁迫时,宿主珊瑚会排出体内共生藻而导致珊瑚白化直至死亡.造礁石珊瑚群体丰富的颜色对于珊瑚适应环境有着重要的作用,即使是同种造礁石珊瑚的不同群体,它们在颜色上也会有差异.丛生盔形珊瑚 Galaxea.fascicularis 作为印度-太平洋区系常见种广泛分布于海南三亚珊瑚礁海域,不同群体的颜色相异.对绿色和褐色2种颜色的丛生盔形珊瑚群体共生藻的28S rDNA进行限制性片段长度多态性(polymerase chainreaction-restrictionfragmentlength polymorphism,PCR-RFLP)分析,结果显示,该珊瑚可以与C和D系群共生藻分别或同时共生.此外,丛生盔形珊瑚2种颜色群体的共生藻组成并无显著差异,表明珊瑚群体的颜色差异与共生藻的组成并无直接联系.影响珊瑚表型颜色的因素复杂,包括珊瑚的绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)、珊瑚和共生藻的各种色素等,具体机理需要进一步研究.     

膨胀蔷薇珊瑚与壮实鹿角珊瑚的胚胎和幼虫发育

造礁石珊瑚的有性繁殖是修复珊瑚礁生态系统的有效途径之一.文章为国内首次报道造礁石珊瑚有性繁殖和幼体发育过程,为利用有性繁殖技术恢复珊瑚礁生态系统提供了发育生物学上的理论基础.海南省三亚市鹿回头海域的大部分珊瑚在2009年3月底至4月中发生有性繁殖行为.2009年4月11日晚采集膨胀蔷薇珊瑚Montipora turgescens和壮实鹿角珊瑚Acropora robusta自然排放的受精卵,研究其胚胎及幼虫发育的过程.通过连续观察和显微拍摄记录了2种珊瑚的受精卵发育过程,结果显示,受精卵经过分裂变为桑葚胚;桑葚胚经过进一步发育变形为虾片状,进而发育成盘状幼体;盘状幼体由四周向内弯曲形成碗状的结构,进而出现原肠胚及纤毛,发育成为椭圆型或圆形的浮浪幼虫;浮浪幼虫发生附着变态,长出触手,发育成珊瑚幼体.通过观察还发现,膨胀蔷薇珊瑚的卵母细胞中本身就含有黄褐色虫黄藻,壮实鹿角珊瑚的卵母细胞中没有虫黄藻,其共生的虫黄藻足在发育过程中从周围环境获得的.