珊瑚共附生DMSP降解菌的分离及其多样性分析

二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)是地球上最丰富的有机硫分子之一,在全球硫循环和气候调节中具有重要的作用。DMSP是“冷室气体”二甲基硫(DMS)最主要的前体物质;在海洋中,DMSP可被多种途径降解,微生物降解是其最重要的途径之一。珊瑚礁是海洋DMS重要的来源之一,珊瑚共附生DMSP降解菌在DMS生产过程中发挥着重要的作用。本研究从多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)、美丽鹿角珊瑚(Acropora formosa)、多棘鹿角珊瑚(Acropora echinata)、指状鹿角珊瑚(Acropora digitifera)、鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis) 6种造礁石珊瑚中分离获得珊瑚共附生DMSP降解菌39株,基于16S rRNA基因序列对DMSP降解菌进行系统发育分析,39株DMSP降解菌株分别隶属于4个门、6个纲、19个属,优势属为芽孢杆菌属(Bacillus);通过火焰光度检测器?气相色谱(GC-FPD)联用技术检测DMSP降解产物,分析DMSP降解菌的DMS生产能力,结果显示,9株菌具有高产DMS能力,高产DMS菌株对于珊瑚应对气候变暖的益生作用有待后续深入研究。     

海南昌江沿岸海域石珊瑚的物种多样性及其分布

2009年3月,采用水下照相及摄像方法,对海南昌江沿岸海域的石珊瑚物种多样性、分布及覆盖度进行了调查.结合历史资料,共发现石珊瑚10科15属28种和1未定种.其中鹿角珊瑚属（Acropora）、角蜂巢珊瑚属（Favites）、叶状珊瑚属（Lobophyllia）等为优势类群,常见分布珊瑚种类有角孔珊瑚（Gonioporasp.）、标准蜂巢珊瑚（Favia speciosa）、五边角蜂巢珊瑚（Favites pentagona）、多孔鹿角珊瑚（Acropora millepora）、十字牡丹珊瑚（Pavona decussata）、伞房叶状珊瑚（Lobophyllia corymbosa）等.石珊瑚主要分布于海尾镇三联村以南海域,覆盖率最高为12%.本次调查在海南昌江沿岸海域记录的珊瑚种类数多于以前的记录,但少于海南南岸的三亚鹿回头,也少于北部的广西涠洲岛、广东徐闻、香港等海域,随着调查次数的增加,预计会有更多的种类被发现.该海域是北部湾珊瑚幼虫交流的中间过渡区,对珊瑚礁的保护与恢复具有重要意义.     

鹿角珊瑚人工养殖的初步研究

为了探讨珊瑚人工养殖的基本条件和方法,分别在陆基水泥池中和海底珊瑚苗床上对3种鹿角珊瑚:粗野鹿角珊瑚(Acropora humilis)、霜鹿角珊瑚(Acropora pruinosa)和松枝鹿角珊瑚(Acropora brueggemanni)的人工养殖进行了实验。结果表明,这3种珊瑚可以在深圳市鹅公湾近岸海域的海底珊瑚苗床上常年生长;在水泥池中当水温低于14℃或高于28℃时珊瑚陆续死亡;这3种珊瑚的生长速度在适温范围内随着水温的升高而加快,最大月生长值是6.05 mm;光照对这3种珊瑚的生长有影响,直接的阳光照射会引起水泥池中珊瑚的死亡。     

南海4种珊瑚附生可培养真菌多样性分析

本研究利用从南海采集的4种珊瑚分离附生真菌,并通过菌株的分类鉴定及系统发育分析获得珊瑚附生可培养真菌的多样性信息.选用酵母麦芽糖琼脂培养基(YM)、马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)、马丁氏培养基(Martin)、察氏琼脂培养基(CDA)和孟加拉红培养基(RBM)等5种培养基,采用平板涂布法培养分离附生真菌,基于ITS-rRNA基因序列对真菌菌株进行鉴定和系统发育分析.从4种珊瑚上共分离获得10个属的120株真菌,分别是:青霉属(Penicillum)56株、曲霉属(Aspergillus)25株、枝顶孢属(Acremonium)2株、枝孢属(Cladosporium)5株、毕赤酵母属(Meyerozyma)14株、隔孢伏革属(Peniophora)2株、拟茎点霉属(Phomopsis)1株、裂褶菌属(Schizophyllum)1株、梗孢酵母属(Sterigmatomyces)13株、篮状菌属(Talaromyces)1株.通过对不同珊瑚品种分离获得的附生真菌的比较,发现小叶鹿角珊瑚(Acropora microphthalma)和花鹿角珊瑚(Acropora floride)上分离到的菌株多样性最高,包含6属10种.进一步的分析发现不同珊瑚样品上真菌种类分布有较大差异,隔孢伏革属和裂褶菌属真菌均分离自小叶鹿角珊瑚,梗孢酵母属和篮状菌属均分离自角孔珊瑚(Goniopora sp.),扁脑珊瑚(Platygyra sp.)上则分离到拟茎点霉属.同时还发现不同培养基分离真菌的能力不同,YM培养基分离的菌株最多,CDA培养基分离真菌的多样性最多.以上的研究结果表明,南海珊瑚上存在大量且丰富的真菌资源,可以为后续生物活性物质的开发利用提供良好的菌种资源.     

大亚湾浅水石珊瑚群落结构的研究

对大亚湾的大辣甲、小辣甲、马鞭洲、白沙洲和澳头港周围的浅水石珊瑚调查得知,该区浅水石珊瑚有31种,以霜鹿角珊瑚为优势种。浅水石珊瑚在上述四岛周围的总覆盖率为76.6％,其中霜鹿角珊瑚的覆盖率为24.4％。大亚湾浅水石珊瑚群落的空间结构较简单,垂直分带不明显。     

琼东海域珊瑚共附生放线菌的多样性

应用免培养方法与可培养方法相结合的方式对琼东海域6种珊瑚样品中的共附生放线菌进行研究,具体为滨珊瑚(Porite)、扁脑珊瑚(Platygyra)、角蜂巢珊瑚(Favites)、盔形珊瑚(Galaxea)和鹿角珊瑚(Acropora).免培养方法中,利用放线菌特异性引物对样品总DNA进行16S rRNA基因序列扩增,并将扩增产物进行Miseq高通量测序,测序结果分析表明,6种珊瑚样品中的放线菌序列属于37个分类单元,主要分布在酸微菌目、棒杆菌目、微球菌目、丙酸杆菌目和假诺卡式菌目,其中37.8%的分类单元与已有效发表菌株的序列相似性小于97%,可能代表着放线菌新的类群.可培养方法中,通过6种培养基分得137株放线菌,分属于放线菌门放线菌纲5个目11个科下的20个属,优势类群为分枝杆菌属(Mycobacterium)、考克氏菌属(Kocuria)和微球菌属(Micrococcus),其中放线孢菌属(Actinomycetospora)、柠檬球菌属(Citricoccus)和涅斯捷连科氏菌属(Nesterenkonia)是第一次从珊瑚样品中发现;琼东海域珊瑚共附生放线菌多样性丰富,新类型的放线菌资源挖掘潜力比较大.     

福建沿海浅水石珊瑚和柳珊瑚的种类及其分布

本文根据历史文献所记载的福建海区浅水石珊瑚、柳珊瑚和近期有关调查成果综合分析,福建沿海浅水石珊瑚累计记录17种,隶属6科14属,其中造礁石珊瑚4科8属9种,非造礁石珊瑚3科6属8种.在石珊瑚中,共有1种造礁石珊瑚陀螺珊瑚(Turbinaria sp.)、2种非造礁石珊瑚Dendrophyllia arbuscula和1个珊瑚待定种(Cladangiaexusta sp.)属于中国新记录.柳珊瑚累计记录9科22属54种,未收入《中国海洋物种多样性》、《中国海洋生物名录》和《厦门湾物种多样性》等名录的有17种.珊瑚主要分布在沿海岛礁区,港湾内甚少;南起东山,北至福鼎台山列岛和星仔列岛,种类空间分布呈由南往北递减趋势,从大陆沿岸朝沿海岛礁呈递增趋势.受盗采珊瑚和生境破坏等影响,福建大部分海区的珊瑚均遭受不同程度的破坏,未能得到有效保护,应加强调查研究与保护.     

南沙群岛渚碧礁海域造礁石珊瑚群落特征

根据2007年5月的调查资料,对南沙群岛渚碧礁海域造礁石珊瑚的群落结构、种类组成、覆盖率和死亡率等进行了分析研究.鉴定出的造礁石珊瑚有74种,其中鹿角珊瑚科(Acroporidae)种类最多.渚碧礁海域造礁石珊瑚群落澙湖内外差别较大,澙湖内造礁石珊瑚覆盖率和健康状况明显优于澙湖外,但是两者的死亡率都较高.礁坪和澙湖的优势种不同且优势度较高(优势度>40%),其中细柱滨珊瑚(Porites cylindrica)在澙湖内占主导地位(优势度:47.20%),而澙湖外以疣状杯形珊瑚(Pocillopora verrucosa)为主导(优势度:54.88%).造礁石珊瑚大量死亡的原因可能是自然因素和人类活动共同造成的,必须加以关注.     

鹿回头佳丽鹿角珊瑚卵母细胞发育的组织学研究

海南省三亚市鹿回头海域珊瑚礁生态系统退化严重,为了恢复珊瑚礁资源,引进国际上最新的珊瑚礁恢复策略--捕获珊瑚幼虫安放到珊瑚礁退化区域,该策略的重点是准确掌握珊瑚的排卵时间.实验通过组织学分析珊瑚卵母细胞发育情况从而判定珊瑚的排卵时间,而野外的珊瑚幼虫捕获实验也证实我们对排卵时间的判断.通过观测卵母细胞的发育情况,我们确定佳丽鹿角珊瑚Acropora pulchra的排卵时间为4月底5月初.同时也证实佳丽鹿角珊瑚共生的虫黄藻Zooxanthellae是后天获得的.将组织学分析应用到珊瑚礁的恢复中来,使得以后大量的捕获珊瑚幼虫,加快对珊瑚礁退化区域进行恢复成为可能.     

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.     

海洋酸化、暖化对两种鹿角珊瑚幼虫附着及幼体存活的影响

大气CO₂浓度持续升高导致海洋酸化和暖化影响着造礁石珊瑚和珊瑚礁生态系统。为探明造礁石珊瑚早期生活史对海洋酸化和暖化的生理学响应,本文研究了温度（约28°C, 约30°C）和pCO₂（约570 μatm, 约1 300 μatm）以及两者协同作用对简单鹿角珊瑚（Acropora austera）和中间鹿角珊瑚（A. intermedia）早期生活史的影响。实验结果表明,升温（+约2.5°C）和酸化（约1 300 μatm）对两种鹿角珊瑚幼虫的附着率和死亡率均无显著影响。酸化显著降低了简单鹿角珊瑚幼体存活率（25.87%）,但并不显著影响中间鹿角珊瑚幼体的存活率;升温对两种鹿角珊瑚幼体存活率无显著影响。升温（+约2.5°C）、酸化（约1 300 μatm）对简单、中间鹿角珊瑚幼虫的存活和附着过程的影响较小,但是酸化对简单鹿角珊瑚幼体存活的影响高于暖化。本文结果表明,珊瑚补充过程对海洋酸化和暖化的响应可能具有种类特异性,气候变化将逐渐改变造礁石珊瑚的群落结构。     

在细胞水平上对高温珊瑚白化的初步研究

全球变暖背景下的异常高温能够导致珊瑚及其虫黄藻组成的共生体系崩溃,虫黄藻大量损失,出现珊瑚白化,并可能进一步导致珊瑚礁生态系统退化.文章通过对6种造礁石珊瑚的急性高温胁迫实验,分析不同种属的石珊瑚虫黄藻共生体系对高温的耐受性差异,为全球变暖背景下珊瑚群落演替趋势提供理论依据.结果显示:1)在急性高温胁迫下,石珊瑚耐受的差异性与其形态有关,枝状珊瑚耐受性最低,在高温胁迫下最先白化、死亡,而叶片状和块状珊瑚对高温的耐受性较强,这与野外珊瑚礁白化的现场观测结果一致.2)在高温胁迫下,不同种属珊瑚共生虫黄藻损失的方式不同:珊瑚持续排出虫黄藻,如鹿角杯形珊瑚 Pocillopora damicornis;珊瑚先排出一定的共生藻,之后珊瑚组织携带大量虫黄藻与珊瑚骨骼分离,如风信子鹿角珊瑚 Acropora hyacinthus 和松枝鹿角珊瑚 Acropora brueggemanni;先排出部分虫黄藻后,虫黄藻以有丝分裂增殖的方式迅速补充其数量,如十字牡丹珊瑚 Pavona decussata;虫黄藻细胞直接坏死而损失虫黄藻,如澄黄滨珊瑚 Porites lutea.研究强调,预测珊瑚对全球变化的响应问题时,应当同时考虑珊瑚宿主和共生藻的作用.     

亚龙湾西岸造礁石珊瑚种类多样性及恢复潜力分析

基于2018年12月在亚龙湾沿岸进行的13个站位的珊瑚礁调查,本文分析了该区域造礁石珊瑚的多样性、分布、覆盖率、死亡率和补充量。结果表明,亚龙湾西岸8个站位共发现造礁石珊瑚12科27属55种和11个未定种,其中蜂巢珊瑚科的种类最多,包括9属25种,其次为鹿角珊瑚科,包括3属17种。亚龙湾西岸各站位造礁石珊瑚种类数为12—33种,平均27种;覆盖率为2.8%—22.9%,平均12.9%;以丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)、同双星珊瑚(Diploastrea heliopora)和澄黄滨珊瑚(Poriteslutea)等团块状珊瑚为主要优势种;种类多样性和空间分布异质性都较高。与2010—2011年相比,亚龙湾西岸造礁石珊瑚平均覆盖率显著下降,优势种也有较大的变化,表明该海域的珊瑚礁已大幅衰退,这可能与偏高的悬浮物含量和沉积速率有关。不过,亚龙湾西岸造礁石珊瑚的补充量为1.6ind./m2,与周边海区相比,有相对较高的自然恢复潜力。     

在三亚湾环境下四种方法在五种造礁石珊瑚上移植效果的比较

珊瑚移植一直被认为是增加退化珊瑚礁上珊瑚数量的重要手段之一。为了调查多种珊瑚移植方法和不同珊瑚种类的移植效果,我们选择了已严重退化并仍面临着人类和自然环境胁迫的三亚鹿回头珊瑚礁作为移植地,对5种珊瑚共902个断枝利用4种方法进行了移植。在移植后的10个月,移植珊瑚的存活率为45.5%。移植方法对于不同珊瑚种类具有不同效果,但没有一种方法能够对所有珊瑚的移植效果产生促进作用。虽然对于叶状蔷薇珊瑚（Montipora foliosa）和风信子鹿角珊瑚（Acropora hyacinthus）来说,适合的移植方法能够减缓其死亡速率,但并不能改变其死亡趋势。叶状蔷薇珊瑚和风信子鹿角珊瑚的移植个体呈现出高死亡率和明显的存活组织面积下降,而扁枝滨珊瑚（Porites andrewsi）和丛生盔形珊瑚（Galaxea fascicularis）死亡率和组织部分死亡率则优于前两者。扁枝滨珊瑚和丛生盔形珊瑚仅在一种移植方法中出现了存活组织面积明显增长。鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）是移植珊瑚中唯一一种在所有移植方法上都呈现珊瑚平均存活面积增长的种类。实验结果说明在受到高度胁迫的海域进行珊瑚移植很难取得满意效果,珊瑚种类的选择对胁迫环境下的珊瑚移植效果具有决定性影响,而移植方法只能在部分程度上改善移植效果,但无法弥补鹿回头环境压力对敏感种类胁迫造成的影响。在鹿回头珊瑚礁需首先治理对珊瑚造成胁迫的因子,再进行珊瑚移植,并应优先考虑移植环境耐受性高的珊瑚种类。     

永兴岛及七连屿造礁石珊瑚近10年变化分析

根据2007-2016年珊瑚礁监测数据,永兴岛及七连屿共调查到造礁石珊瑚11科113种,常见种有鹿角杯形珊瑚Pocillopora damicornis、疣状杯形珊瑚Pocillopora Verrucosa、粗野鹿角珊瑚Acropora humilis、澄黄滨珊瑚Porites lutea、丛生盔形珊瑚Galaxea fascicularis、梳状菊花珊瑚Goniastrea pectinata及锯齿刺星珊瑚Cyphastrea serailia等。研究区域内造礁石珊瑚种类近10年（2007-2016年）来下降明显,其中永兴岛从39种下降到18种,下降率为53.85%;北岛从23种下降到17种,下降率为26.09%;赵述岛从46种下降到12种,下降率为73.91%;西沙洲从51种下降到15种,下降率为70.59%。群体形态群落中皮壳状种类数最为稳定,分枝类下降了59.26%;叶片状下降了75.00%;圆盘状下降了87.50%;团块状下降了57.14%。通过对研究区域造礁石珊瑚种类组成及群落形态等方面的变化分析可见,人为活动、长棘海星、珊瑚病害、台风及全球升温等因素逐渐影响到西沙海域的珊瑚礁生态系统。     

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.     

三种易混淆的扇形珊瑚

扇形珊瑚属(Flabellum)隶属扇形珊瑚科(Flabellide),本属种类较多,分布亦广,为深水单体珊瑚,因其侧面形似扇子而得名。本文仅就本属中三种在鑑定上易于相混的日本扇形珊瑚(Flabellum japonicum Moseley,1881)、菱扇形珊瑚(Flabellum deludens     

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.     

海水升温对壮实鹿角珊瑚幼虫存活和附着的影响

研究海水升温对石珊瑚幼虫存活及附着的影响有助于理解和预测海洋暖化背景下幼虫的扩散和种群补充动态.探究了海水升温(+3℃)对壮实鹿角珊瑚(Acropora robusta)幼虫存活和附着的影响.两个温度下孵育7d后幼虫的存活率均大于90%,升温对珊瑚幼虫的存活并无明显的影响;在孔水石藻(Hydrolithon onkodes)诱导下,3℃的升温使珊瑚幼虫的附着率提高了75%,同时升温改变了珊瑚幼虫的附着选择:30℃下孵育7d的幼虫中附着在塑料六孔板表面的比例是27℃条件下孵育的幼虫的13倍,然而二者中附着于珊瑚藻表面和侧面骨骼的幼虫比例相近.研究表明环境温度3℃以上7d的升温处理并不影响壮实鹿角珊瑚幼虫的存活,但会促进幼虫的附着进而缩短幼虫的浮游期,升温会限制珊瑚幼虫的扩散并对排卵型珊瑚种群间的遗传连通性产生潜在影响.     

海洋酸化没有显著影响成体鹿角杯形珊瑚的钙化作用和光合能力

工业革命以来,人类活动释放的大量CO2进入大气层,不仅产生严重的温室效应,也使得全球海洋出现酸化的现象。造礁珊瑚被认为是受海水酸化影响最大的类群。本研究以鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)为研究对象,通过气体交换法模拟未来的酸化环境(2100年)研究鹿角杯形珊瑚的钙化率和光合能力(Fv/Fm)对酸化的响应。实验设置两个pH组(分别为7.8和8.1),自然光下进行4周的实验,水温控制在(27.5±1)℃。由于珊瑚等生物的代谢过程(主要是呼吸作用),实验系统的pH昼夜变化显著,酸化处理组和对照组的pH分别介于7.69~7.91和7.99~8.29。鹿角杯形珊瑚的生长率介于1.15%~2.09%/周,酸化对鹿角杯形珊瑚的钙化率和光合效率没有显著的影响,鹿角杯形珊瑚对酸化的敏感度低。对比历史研究数据,本研究的结果进一步表明酸化对造礁珊瑚的影响存在种的特异性。推测鹿角杯形珊瑚对酸化的抗性可能与该珊瑚在有光的条件下能够利用HCO-3以及能够上调钙化位点的pH有关。这种特异性的pH缓冲能力使得珊瑚能维持钙化位点钙质基质高的文石饱和度(Ωarag),因此能以小的额外能耗提高造礁珊瑚的钙化率。