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珊瑚礁是世界上最具生产力和生物多样性的生态系统之一。全球范围内,由于受到气候变化、人类活动等因素的影响,珊瑚礁正在急剧退化。细菌是珊瑚共生体中重要的成员,与珊瑚健康状态密切相关。研究健康与白化的珊瑚共附生细菌群落结构的差异性,对于解析共附生细菌群落与珊瑚健康状态的相关性有重要意义。 细菌在发挥其生态学功能时,往往通过群体感应效应协同发挥作用。研究珊瑚共附生细菌的群体感应效应对了解珊瑚共附生细菌之间是如何交流,如何协同作用并发挥其生态学功能,如何维持其群落结构的稳定有重要的意义。 目前,虽然对珊瑚共附生细菌的多样性有较为深入的研究,但是珊瑚在经历白化时,共附生细菌群落结构是怎样的,其中活跃的类群是哪些,群体感应效应是否在珊瑚经历白化事件时发挥作用还研究较少。因此,本文围绕上述问题展开研究并获得了相关结论。 通过纯培养方法分离得到59株鹿角杯形珊瑚来源的细菌,健康珊瑚来源的可培养细菌物种多样性要高于白化珊瑚。基于Miseq高通量测序结果,分析比较了健康和白化的鹿角杯形珊瑚共附生细菌群落。结果显示在健康和白化的鹿角杯形珊瑚的组织中以及黏液层的细菌群落均未呈现显著性差异,但是,一些细菌类群在健康与白化的鹿角杯形珊瑚中的相对丰度差异明显。此外,鹿角杯形珊瑚黏液层与组织中的细菌群落也未呈现显著性类群差异,但是一些细菌类群在珊瑚组织和黏液层中呈显著性差异。 利用群体感应信号分子指示菌检测了48株鹿角杯形珊瑚共附生细菌群体感应信号特征。结果显示,珊瑚共附生细菌能产生AI-2(35.42%)、AHLs(Ruegeria sp.)和CAI-1(20.83%)信号分子。温度和DMSP对AI-2、CAI-1信号分子的产生均具有显著性影响。18.75%的菌株能够淬灭AHLs信号。93.75%的菌具有溶血活性。温度对群体淬灭活性和溶血活性未产生显著性影响。 在人工培养系统中,研究了鹿角杯形珊瑚对高温胁迫的响应。结果显示:在30℃时,珊瑚开始受到高温的胁迫;32℃持续7天后,与初始状态相比,珊瑚失去91.07%的虫黄藻,31.58%的珊瑚重度白化。随着水温的升高,珊瑚组织中细菌细胞丰度逐步升高,且高温胁迫下珊瑚组织中细菌丰度的变化与虫黄藻密度的变化呈负相关。随着环境温度从25℃升高到30℃,AI-2信号分子强度逐渐降低;水温维持在32℃5天后,AI-2信号强度降低至显著低于对照。 本论文揭示了健康和白化的鹿角杯形珊瑚共附生细菌群落结构之间的差异,明确了珊瑚共附生细菌群体感应信号特征及其与温度和DMSP之间的联系,探索了高温胁迫对珊瑚共附生细菌群落和群体感应信号的影响。为我们进一步了解环境胁迫下珊瑚白化发生机制及共附生细菌在珊瑚共生体中发挥的作用提供了理论基础。