硨磲幼貝響應(yīng)海洋酸化機制獲得新進(jìn)展
近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點實驗室研究員喻子牛團隊主導(dǎo)，聯(lián)合中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所和廣東海洋大學(xué)相關(guān)團隊，就硨磲幼貝對海洋酸化反應(yīng)及其機制開展研究的成果“Assessment of the juvenile vulnerability of symbiont-bearing giant clams to ocean acidification”在國際著名期刊Science of The Total Environment（《總體環(huán)境科學(xué)》）發(fā)表。
海洋酸化是全球變暖之外的另一場危機，它是因海水過量吸收大氣中的CO2而引發(fā)pH值下降的化學(xué)變化。數(shù)據(jù)表明，海洋酸化正在加速進(jìn)行；海洋酸化不利于碳酸鈣物質(zhì)形成，會直接影響鈣化海洋生物的產(chǎn)卵受精、孵化、早期發(fā)育和鈣化等一系列生理過程和機能，進(jìn)而對個體、種群結(jié)構(gòu)和海洋生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。
硨磲(Giant clam)是一類熱帶海洋貝類，主要分布在印度洋、西太平洋和我國南海等珊瑚礁海域，是珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的重要成員，對于維持珊瑚礁生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定起到積極關(guān)鍵作用，也是研究全球氣候變化對海洋生物影響的主要對象之一。因此，探索硨磲對海洋酸化的反應(yīng)及應(yīng)對機制，不但有助于揭示硨磲應(yīng)對該過程的響應(yīng)機理，還可為全球氣候變化下硨磲種群的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)。
該論文以鱗硨磲幼貝為研究對象，通過結(jié)合宿主、蟲黃藻生理指標(biāo)測定、鈣化測定、高通量測序手段，探索了硨磲幼貝在組織生理和分子層面對海洋酸化的響應(yīng)和反應(yīng)機制。結(jié)果顯示，海洋酸化不會導(dǎo)致硨磲幼貝存活率和貝殼生長性能的顯著降低，說明硨磲幼貝可以耐受適度酸化環(huán)境；然而，宿主鈣化率的顯著性降低表明硨磲對海洋酸化的具有鈣化生理敏感性，同時共生蟲黃藻的光合速率降低和蟲黃藻密度下降，反過來又降低了顯著耗能的鈣化過程的能量供應(yīng)量；比較轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)基因的比較分析表明，硨磲幼貝可以通過調(diào)節(jié)代謝抑制、鈣穩(wěn)態(tài)、生物礦化以及離子通道等相關(guān)基因的表達(dá)以應(yīng)對海洋酸化的影響。上述研究成果對硨磲的人工繁育、種群恢復(fù)以及資源保護(hù)具有重要的科學(xué)價值。
南海海洋所副研究員李軍為本文第一作者，張躍環(huán)和喻子牛為本文共同通訊作者。該研究工作得到國家重點研發(fā)計劃，國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院STS項目及南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室（廣州）項目等項目的共同資助。
相關(guān)論文信息: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969721073411?via%3Dihub
圖1 鱗硨磲海洋酸化實驗設(shè)計及其差異基因分析
圖2 鱗硨磲對海洋酸化的胞內(nèi)適應(yīng)性反應(yīng)示意圖
