近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境与岛礁生态全国重点实验室近海生态环境与生态安全研究团队成功揭示了潮间带指形鹿角珊瑚卓越耐热能力的分子生态学机制。相关研究成果发表于《分子生态学》（Molecular Ecology）。

海南鹿回头岸礁潮间带与潮下带水温差异及夏季低潮期暴露于空气中珊瑚群落。研究团队供图，下同

论文第一作者、中国科学院南海海洋研究所博士研究生张判介绍，气候变暖和海洋热浪正威胁着全球珊瑚礁，选育耐热珊瑚可以为珊瑚礁修复和生态安全提供关键保障。潮间带作为珊瑚分布的边缘生境，其环境条件极其恶劣（水温最高可达36℃），但仍有一些珊瑚种类可以在其中生存，特别是对温度十分敏感的鹿角珊瑚类群。

在国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目资助下，研究团队以海南岛鹿回头岸礁潮间带和潮下带指形鹿角珊瑚（Acropora digitifera）为对象，比较了两种微生境中珊瑚的耐热差异，并通过转录组和微生物组学等手段系统揭示了潮间带珊瑚耐热的分子生态学机制。

潮间带和潮下带指形鹿角珊瑚共生虫黄藻组成差异及其谱系特异性转录特征。

该研究发现，经过6个热周指数（DHW）的高温暴露后潮下带珊瑚发生明显白化，而潮间带珊瑚则保持稳定的生理特征，表现出卓越的耐热能力。尽管潮间带和潮下带珊瑚宿主的遗传背景高度相似，但潮下带珊瑚宿主基因表达在热胁迫下会发生更大的变化，并特异性激活免疫反应和氨基酸分解代谢通路，且下调单羧酸等营养物质转运和钙化功能，暗示其能量危机和共生关系破裂。

进一步分析发现，潮间带珊瑚主要携带耐热型共生藻Durusdinium，而潮下带珊瑚则以Cladocopium为主。Durusdinium表现出谱系特异性和组成型高表达的转录特征，其高丰度转录本涉及胁迫响应、光合作用、细胞周期和共生互作等关键功能，这一特征为宿主提供了稳定的能量供给和胁迫缓冲。同时，16S rRNA测序显示，潮间带珊瑚显著富集有益细菌Endozoicomonas，在热胁迫下可以维持更稳定的细菌群落和网络结构。

潮间带和潮下带指形鹿角珊瑚细菌群落组成及其对热胁迫的动态响应。

该研究证明潮间带指形鹿角珊瑚可以耐受至少6个DHW的热浪条件，它们主要通过调节与共生藻和细菌的伙伴关系来实现高温耐受和适应。这不仅为理解珊瑚对气候变化的适应性提供了全新视角，也为未来珊瑚礁生态修复和耐热珊瑚选育开辟了一条基于自然的解决方案和路径。

论文共同通讯作者、中国科学院南海海洋研究所副研究员江雷指出，尽管这些天然耐热珊瑚可直接应用于修复，但是鉴于鹿角珊瑚共生藻的水平传递方式，利用这些耐热亲本进行选择性杂交育种可能存在一定风险。

相关论文信息：https://doi.org/10.1111/mec.70286