造礁石珊瑚与其共生藻(Symbiodinium)共生研究进展

对造礁石珊瑚与其共生藻共生研究现状及其在全球变化下的适应能力进行较全面的综述.造礁石珊瑚与遗传和生理功能独特的共生藻组成内共生关系是成功演化的范例.近年来对珊瑚共生体的分子系统学研究表明共生藻遗传多样性极为丰富,当前认为共生藻属至少包括8个(A-H)各自包含亚系群的世系或系群.珊瑚-共生藻共生功能体对诸如全球变化引起的海水温度上升等环境变化十分敏感.由于珊瑚以及珊瑚礁面临气候变化的严峻挑战,对珊瑚与其共生藻共生关系和共生功体适应能力的研究将是未来重要的研究领域之一.     

运用PCR-RFLP方法研究三亚鹿回头岸礁造礁石珊瑚共生藻的组成

造礁石珊瑚共生藻的系统分类研究对于理解珊瑚礁生态系统对全球变化的响应具有十分重要的意义.本研究利用PCR技术扩增核糖体基因人亚基片段以及限制性片段长度多态性(RFLP)的方法,对海南三亚鹿回头岸礁的8科14属22种造礁石珊瑚的共生藻组成进行了研究.结果表明鹿回头岸礁造礁石珊瑚共生藻以C系群为优势系群,偶尔发现D系群与鹿角杯形珊瑚(Pocilolpora damieornis)和黄癣蜂巢珊瑚(Favia favus)共生:另外丑鹿角珊瑚(Acropora horrida)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)可以同时与C系群和D系群共生.共生多型性的发现暗示珊瑚与共生藻的共生关系具有灵活性.研究结果同样显示共生藻的核糖体基因人片段的DNA多态性偏低.未来应该结合其他的分子标记对鹿回头岸礁造礁石珊瑚共生藻的DNA多态性进行更深入的研究.     

徐闻西岸造礁石珊瑚的组成及空间分布

2008年5-6月在徐闻西岸设置了25个站点,运用截线样带法调查了造礁石珊瑚的种类多样性和空间分布.本次研究共发现造礁石珊瑚57种,每个站位的种类数均不超过30种.Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均值分别为1.79和0.42.二异角孔珊瑚(Goniopora duofasciata)、盾形...     

1989-2011年东洞庭湖草洲出露面积变化及其与水位响应的关系

基于多时相的Landsat MSS/TM/ETM⁺遥感影像数据,采用决策树分类法提取1989-2011年共49景东洞庭湖不同水位条件下的草洲出露面积,结合1985-2011年城陵矶日水位数据及数字高程模型,分析草洲时空变化特征并阐明其变化趋势.结果表明: 研究区出露草洲面积受水位影响显著,两者呈极显著的线性关系(R²=0.875,P<0.001),出露草洲面积随水位的升高而逐渐减小,且水位越高,对草洲出露面积的影响越小.草洲出露面积随水位呈现规律性变化,1-7月,水位上升,草洲面积减少;7-12月,水位下降,草洲出露面积增加.1989-2011年,草洲出露面积持续增加,新增草洲主要由泥滩地转化而来;草洲扩张是各高程段草洲面积共同增加的结果,低位洲滩(黄海高程22～25 m)草洲面积的快速增加是湿地草洲扩张的主导部分.各高程水位变化是研究期间东洞庭湖草洲出露面积变化的主要原因.     

悬浮物对造礁石珊瑚营养方式的影响及其适应性研究进展

营养方式是造礁石珊瑚获取能量与营养物质的基础,影响其生长与分布。近年来珊瑚礁区悬浮物含量与组分结构发生显著变化,其对造礁石珊瑚营养方式的诸多影响正成为当前研究热点。研究系统综述了珊瑚礁区悬浮物变化特征、悬浮物对造礁石珊瑚营养方式的影响及其适应性研究现状。发现近年来人类活动加剧与强降雨事件频发是驱动珊瑚礁,尤其是近岸珊瑚礁区悬浮物含量递增、组分改变与变频加剧的主因;悬浮物变化对造礁石珊瑚光合自养与异养营养的影响存在显著的种间差异,这主要与悬浮物消光效应、生物可利用性及造礁石珊瑚种类密切相关。虽然少数种类造礁石珊瑚具光合可塑性或异养可塑性,能在高含量悬浮物存在的弱光环境中较好生长。然而对绝大多数造礁石珊瑚而言,其营养方式适应性较差,无法在悬浮物影响下较好地获取生命活动所需的能量与营养物质,进而难以生存。总体来说,悬浮物被认为是近年来影响造礁石珊瑚生长与分布的重要环境因子之一,而关于造礁石珊瑚营养方式对悬浮物变化的响应及其适应机制,当前研究仍较薄弱,需要进一步加强相关研究。     

造礁石珊瑚群落结构研究的概况,问题和前景

造礁石珊瑚作为珊瑚礁生态系统中的关键生物类群,其群落结构是珊瑚礁系统研究中的一个重 要方面。本文回顾了20余年以来世界各国对造礁石珊瑚群落结构研究所取得的主要进展和认识,指出了目前研究中存在的问题并分析了不同空间范围研究结论之间的缺乏一致性和中等干扰假说的不足。 最后,结合珊瑚礁生态系统基础理论和应用发展的需求,本文探讨了造礁石珊瑚群落结构研究的前景。     

鹿回头库礁造礁石珊瑚物种多样性的研究

定量分析鹿回头岸礁造礁石珊瑚群落的种类组成,选择α－多样性和β－多样性的度量方法,分析了该群落造礁石珊瑚种、属和科的多样性及其与所处生境的关系。结果表明：鹿回头岸礁造礁石珊瑚群落的物种比较丰富,多样性和均匀度指数都较高,但在不同地段之间存在着明显的差异。水深中等的地段（２．４～５．０ｍ）的多样性指数高于较浅（１．５～２．０ｍ）和较深（５．５～６．５ｍ）地段;期间带与潮下带之间和礁平台与向海斜坡之间的两个过渡地带的生境条件复杂,物种多样性和种类分布的混杂程度都高于其他地段。     

造礁石珊瑚共生虫黄藻离体培养方法的优化

【目的】开发一种高效地从造礁石珊瑚中分离、培养共生虫黄藻的技术方法,为珊瑚共生虫黄藻藻种资源储备和生理功能研究积累基础。【方法】首先采用微孔滤网过滤法和密度梯度离心法从造礁石珊瑚组织中直接分离或富集共生虫黄藻细胞,然后用改良的L1培养基在96孔板上对所得细胞进行离体培养,最后进行单细胞分离、培养和(或)平板划线培养获得单克隆虫黄藻细胞系。对所得虫黄藻单克隆藻株进行聚合酶链式反应-限制性内切酶片段长度多态性(polymerase chainreaction-restrictionfragmentlengthpolymorphism,PCR-RFLP)分析,结合内转录间隔区2(internal transcribed spacer2,ITS2)和大亚基(large subunit,LSU)测序进行物种鉴定及系统发育分析。【结果】采用上述方法从涠洲岛的霜鹿角珊瑚(Acropora pruinose)和西沙群岛的丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)及柔枝鹿角珊瑚(Acropora tenuis)中分离、培养得到3个虫黄藻株系,编号分别为AP21C1、GF21D1和AT21A...     

磷酸盐胁迫对造礁石珊瑚共生虫黄藻光合作用的影响

以佳丽鹿角珊瑚(Acropora pulchra)和多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)两种造礁石珊瑚为材料研究磷酸盐浓度对共生虫黄藻光合作用的影响.研究表明,佳丽鹿角珊瑚(A. Pulchra)和多孔鹿角珊瑚(A. Millepora)在对照组磷酸盐浓度下,共生虫黄藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm值处于稳定状态,在15μmol/L和30μmol/L磷酸盐浓度下,虫黄藻的Fv/Fm值很快受到抑制,分别经过2d和5d开始慢慢恢复,但是最终只能恢复到比对照组较低的水平.同时两种珊瑚的共生虫黄藻密度也有所降低,尤其佳丽鹿角珊瑚(A. Pulchra)降低更加明显,15μmol/L和30μmol/L浓度下共生虫黄藻密度分别比对照组下降低5.59%和14.69%.因此, 佳丽鹿角珊瑚(A. Pulchra)和多孔鹿角珊瑚(A. Millepora)最大可以忍受30μmol/L的磷酸盐浓度,但是在30μmol/L浓度的耐受范围内,随着磷酸盐浓度的不断提高,珊瑚共生虫黄藻Fv/Fm值显著下降,珊瑚共生虫黄藻密度显著降低.     

不同油橄榄品种对低温胁迫的生理响应及抗寒性综合评价

为了明确油橄榄的抗寒机理,对甘肃陇南地区主栽的6个油橄榄品种离体叶片进行低温胁迫(5℃、0℃、-5℃、-10℃)处理,并以18℃常温培养为对照,测定与抗寒性相关的生理生化指标,并采用隶属函数法对不同品种抗寒性进行综合评价。结果显示:(1)各油橄榄品种离体叶片相对电导率随处理温度的降低而呈\"S\"型曲线变化,结合Logistic方程得出不同品种油橄榄半致死温度介于-6.687℃~-3.706℃之间,且各品种的半致死温度顺序为‘皮肖利’<‘配多灵’<‘莱星’<‘阿斯’<‘鄂植8号’<‘佛奥’,其抗寒性大小依次为‘皮肖利’>‘配多灵’>‘莱星’>‘阿斯’>‘鄂植8号’>‘佛奥’。(2)随着胁迫温度降低,各油橄榄品种离体叶片叶绿素含量逐渐降低,可溶性糖含量基本呈逐渐增加趋势,而可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量、丙二醛含量、SOD活性、POD活性和CAT活性则呈先升后降的趋势。(3)在-10℃低温胁迫下,油橄榄品种‘皮肖利’和‘配多灵’的叶片叶绿素含量比常温对照降幅较小,渗透调节物质含量和保护酶活性相对增幅较大,丙二醛含量增幅较小,而此时品种‘佛奥’和‘鄂植8号’各指标的变化趋势与之相反。(4)根据不同油橄榄品种的平均隶属度(抗寒性综合评价值)确定的品种抗寒能力大小顺序(‘皮肖利’>‘配多灵’>‘莱星’>‘阿斯’>‘鄂植8号’>‘佛奥’)与品种半致死温度的抗寒性表现顺序完全一致。研究表明,在低温胁迫条件下,‘皮肖利’和‘配多灵’等油橄榄品种能通过提高渗透调节物质含量和增强保护酶活性来缓解胁迫造成的过氧化伤害,从而表现出较强的抗寒能力;基于相对电导率的半致死温度和隶属函数法的综合评价均能准确鉴定油橄榄的抗寒性。     

珊瑚及共生藻在白化过程中的适应机制研究进展

珊瑚礁生态系统具有非常重要的生态学功能。但是随着全球气候变暖和CO2浓度的升高,珊瑚白化事件越来越频繁,珊瑚礁生态系统面临严重的危机。影响珊瑚白化的重要因子主要有海水温度的异常（过高或过低）,太阳辐射与紫外线辐射,海水盐度的偏离,珊瑚疾病,海洋污染,长棘海星的爆发,人类的过度捕鱼和全球CO2浓度升高等。其中,海洋表面水体温度（SST）的异常升高为珊瑚白化的主要因素。珊瑚主要是通过珊瑚与共生藻的生理适应机制以及更换共生藻基因型机制两种方式来适应环境胁迫的。生理适应机制主要通过叶黄素循环、珊瑚色素荧光（热）、活性氧清除系统（自由基）、分泌紫外线吸收物质MAAs（紫外光）、产生热休克蛋白HspS（热）来实现的。珊瑚共生藻基因型更换适应机制是指珊瑚的适应性白化假说。珊瑚的适应性白化假说还有很多争议,还需要更多的实验证据提供支持。未来的研究重点将在珊瑚白化过程中共生藻-珊瑚共生功能体作为整体性的研究,尤其是珊瑚宿主在白化过程中对共生功能体作出贡献的研究。     

Interpreting the sign of coral bleaching as friend vs. foe

Coral bleaching is a major concern to researchers, conservationists and the general public worldwide. To date, much of the high profile attention for bleaching has coincided with major environmental impacts and for many the term coral bleaching is synonymously associated with coral mortality (so‐called ‘lethal’ bleaching episodes). While this synonymous association has undoubtedly been key in raising public support, it carries unfair representation: nonlethal bleaching is, and always has been, a phenomenon that effectively occurs regularly in nature as corals acclimatize to regular periodic changes in growth environment (days, seasons etc). In addition, corals can exhibit sublethal bleaching during extreme environmental conditions whereby mortality does not occur and corals can potentially subsequently recover once ambient environmental conditions return. Perhaps not surprisingly it is the frequency and extent of these non and sublethal processes that yield key evidence as to how coral species and reef systems will likely withstand environmental and thus climatic change. Observations of non and sublethal bleaching (and subsequent recovery) are arguably not as readily reported as those of lethal bleaching since (1) the convenient tools used to quantify bleaching yield major ambiguity (and hence high potential for misidentification) as to the severity of bleaching; and (2) lethal bleaching events inevitably receive higher profile (media) attention and so are more readily reported. Under‐representation of non and sublethal bleaching signs may over‐classify the severity of bleaching, under‐estimate the potential resilience of reefs against environmental change, and thus ultimately limit (if not depreciate) the validity and effectiveness of reef management policies and practices. While bleaching induced coral mortality must remain our key concern it must be better placed within the context of bleaching signs that do not result in a long‐term loss of reef viability.     

Is the coral‐algae symbiosis really ‘mutually beneficial’ for the partners?

The consideration of ‘mutual benefits’ and partner cooperation have long been the accepted standpoint from which to draw inference about the onset, maintenance and breakdown of the coral‐algae endosymbiosis. In this paper, I review recent research into the climate‐induced breakdown of this important symbiosis (namely ‘coral bleaching’) that challenges the validity of this long‐standing belief. Indeed, I introduce a more parsimonious explanation, in which the coral host exerts a ‘controlled parasitism’ over its algal symbionts that is akin to an enforced domestication arrangement. Far from being pathogenic, a range of well‐established cellular processes are reviewed that support the role of the coral host as an active ‘farmer’ of the energy‐rich photoassimilates from its captive symbionts. Importantly, this new paradigm reposes the deleterious bleaching response in terms of an envelope of environmental conditions in which the exploitative and captive measures of the coral host are severely restricted. The ramification of this new paradigm for developing management strategies that may assist the evolution of bleaching resistance in corals is discussed.     

Mechanisms of amplification of photosynthetically active radiation in the symbiotic deep-water coral Leptoseris fragilis

The symbiotic coral Leptoseris fragilis lives in the Red Sea at depths of 95–145 m. Symbiotic dinoflagellates (zooxanthellae) themselves possess well known adaptations to low light intensities. In L. fragilis we found indications that light amplifying mechanisms of the host improve photosynthesis of the symbionts. Light of short wavelengths is absorbed by host pigments which transform short into longer wavelengths. The transformed light is more efficient for photosynthesis. Action spectra measurements of photosynthesis demonstrated the amplification of photosynthetically active radiation. Monochromatic light of 387 nm (outside the main absorption maxima of the algal pigments) at subsaturation photon flux densities was as effective photosynthetically as polychromatic light of 415–490 nm, which fits the absorption maxima of the zooxanthellae.