中國科學院南海海洋研究所研究員黃琦在研究珊瑚礁珊瑚早期共生關系的可塑性方面取得了進展，揭示了在變暖和酸化影響下，珊瑚礁珊瑚幼蟲的早期共生建立和珊瑚-蠕蟲藻類的選擇。研究結果已發表在Frontiers in Microbiology（Frontiers in Microbiology）和Coral Reefs上。
珊瑚礁珊瑚與蚜蟲藻類之間的互利共生關系是珊瑚礁生态系統的關鍵支撐，但這種共生關系受到海水變暖和酸化的威脅。近80%的造礁珊瑚最初在生命之初并不含有昆蟲黃藻，而是從環境水體中擷取蚜蟲藻類，在幼蟲階段建立共生，此時珊瑚幼蟲有機會根據外部環境中适當類型的昆蟲黃藻來塑造共生共生體的生理狀态，以适應特定的環境。在氣候變化和珊瑚礁退化的背景下，研究變暖和酸化對珊瑚早期共生形成過程的影響，特别是珊瑚的選擇和早期共生關系的可塑性，以了解和預測珊瑚幼蟲補充和珊瑚幼蟲的環境适應性。
該研究考察了印度-太平洋兩種基礎廣泛的珊瑚礁珊瑚，即中間鹿角珊瑚和精緻的平腦珊瑚Platygyradale daa，它們具有不同的生長模式和環境應激敏感性，前者是敏感的分支珊瑚，後者是抗性珊瑚團塊。研究人員從兩種珊瑚中收集受精卵并将其繁殖成幼蟲，然後在流體實驗培養系統中培養它們，該系統通過控制海水溫度和pH值來研究兩種珊瑚幼蟲的早期共生積聚過程和生長。
研究發現，變暖延緩了兩種珊瑚的早期共生，酸化效果不顯著，但不同珊瑚物種的反應和敏感性不同，加熱完全抑制了中間鹿角珊瑚早期共生的成功建立，不利于幼蟲的無性萌發;此外，變暖改變了中間鹿茸珊瑚幼蟲對昆蟲黃藻的選擇偏好，在常溫條件下，珊瑚幼蟲主要與蠕蟲藻類Cladocopium sp共生。此外，轉錄組分析表明，中鹿角珊瑚幼蟲選擇的蚜蟲黃藻在高溫條件下與核糖體合成和光合作用相關的基因顯著減少，表明黃藻Duurusdinium可以進入中鹿角珊瑚體，但在高溫下不能大量繁殖，建立穩定互利的共生關系。綜上所述，海洋變暖對珊瑚早期共生建立和生長發育的影響遠遠大于酸化;
該研究工作先後由國家自然科學基金、廣東省立基金會和應用基礎研究基金、廣東省南方海洋科學與工程實驗室（廣州）人才團隊聯合出資引進重大項目。
圖 1.（上圖）中鹿角珊瑚阿羅波拉中間體及其幼蟲;（下圖）嬌嫩的平腦珊瑚鴨嘴鸫及其幼蟲
圖 2.變暖和酸化條件下黃藻中鹿角珊瑚（左）和細膩平腦珊瑚（右）幼蟲的組成及其與成蟲黃藻組成的差異
資料來源：中國科學院南海海洋研究所