昼夜热变异对减缓两种濒危珊瑚全共生体的白化作用甚微

研究表明，栖息于较温暖且热变异性较高的珊瑚礁环境中的热带珊瑚往往表现出较低的白化程度。然而，独立于平均温度变化对昼夜热变异（DTV）影响进行实验检验的研究十分少见，且很少有研究同时探讨珊瑚宿主及其相关微生物群落（虫黄藻科藻类和细菌）的响应。在本研究中，我们采用共同园实验方法，以两种濒危造礁珊瑚——Orbicella franksi 和 O. faveolata——为研究对象，结果表明，90天的DTV预处理（26°C ± 2.4°C·d⁻¹）仅诱导了极少的生理或基因表达可塑性；与处于稳定温度条件（26°C）下的珊瑚相比，该预处理也未改变其虫黄藻科藻类或细菌的组成。更为关键的是，当这些珊瑚随后经历热胁迫（32°C，持续15天）时，无论是否接受DTV预处理，两个物种均表现出广泛的生理和基因表达响应。通过将基因表达与实验处理及性状相联系的系统生物学方法，我们发现：1）两个宿主物种中均存在与稳态维持相关的趋同基因模块；2）同时也存在趋异基因模块，在热胁迫下，O. faveolata 中分解代谢相关功能富集，而 O. franksi 中则富集于经典的蛋白质折叠功能。综上，尽管同属珊瑚物种对热胁迫表现出趋异的基因表达响应，DTV预处理并未增强其热胁迫抗性。这些发现表明，珊瑚礁中与DTV协同变化的其他环境参数，可能在缓解珊瑚白化方面发挥更为重要的作用。

研究表明，栖息于温暖且热变异性较高的珊瑚礁环境中的热带珊瑚通常表现出较低的白化程度。然而，昼夜温度变化（diel thermal variation，DTV）对珊瑚的影响很少在独立于平均温度变化的条件下进行实验检验，且鲜有研究同时探讨珊瑚宿主及其相关微生物群落（虫黄藻科藻类和细菌）的响应。在本研究中，我们采用共同花园实验方法，以两种濒危造礁珊瑚（Orbicella franksi 和 O. faveolata）为对象，结果表明，经过90天的DTV预处理（每日26°C ± 2.4°C）后，珊瑚仅表现出很少的生理或基因表达可塑性；与处于稳定温度条件（26°C）下的珊瑚相比，其虫黄藻科藻类和细菌群落组成也未发生改变。关键的是，当这些珊瑚随后经历热挑战（32°C，持续15天）时，无论是否接受DTV预处理，两个物种均表现出广泛的生理和基因表达响应。将基因表达与实验处理和性状相联系的系统生物学分析支持以下结果：1）两个宿主物种中均存在与稳态维持相关的趋同基因模块；2）在热挑战条件下，存在呈现趋异性的基因模块，其中 O. faveolata 富集于分解代谢功能，而 O. franksi 则富集于经典的蛋白质折叠功能。综上，这些数据表明，尽管同属珊瑚物种对热挑战表现出趋异的基因表达响应，DTV预处理并未增强其热胁迫抗性。这些发现提示，珊瑚礁上与DTV协同变化的其他环境参数，可能在减缓珊瑚白化方面发挥更为重要的作用。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.11.750923v1?rss=1

🏷️ 昼夜热变异 珊瑚白化 热胁迫 珊瑚全共生体 基因表达 珊瑚礁生态学