中國科學院南海海洋研究所李潔研究員團隊和林強研究員團隊在珊瑚繁殖策略的遺傳演化規律與氣候變化影響下的分布動態研究取得進展。相關研究成果以“Genomic insights into the brooding reproduction and climate-driven dynamics of Pocillopora damicornis in the Anthropocene”為題，于2025年3月17日在線發表于國際權威學術期刊SCIENCE?CHINA Life Sciences。研究員李潔、副研究員劉雅莉和研究員張志新為共同第一作者，研究員李潔、院士張偲和研究員林強為共同通訊作者。

全球氣候變化影響下，造礁石珊瑚種群的恢復與維持是珊瑚礁可持續發展的核心問題，而珊瑚繁殖策略是種群恢復和長期存續的關鍵。據此，本研究聚焦了典型珊瑚物種繁殖模式及其對未來氣候變化的適應性特征。研究團隊率先對孵幼型鹿角杯形珊瑚基因組開展系統分析，并通過與其他八種石珊瑚的比較基因組解析，發現鹿角杯形珊瑚參與神經遞質調節、內分泌和發育相關的基因存在顯著擴張和快速進化現象，并受到強烈正選擇信號，暗示這些基因可能在其孵幼型繁殖過程中發揮了關鍵作用。本研究通過開展了珊瑚的溫度受控實驗，基于轉錄組等分析發現高溫脅迫可通過調控激素分泌和免疫反應，對鹿角杯形珊瑚的繁殖效能產生不利影響。

此外，研究團隊基于物種基因組PSMC分析，重構了分布在印-太海域的四種排卵型和兩種孵幼型石珊瑚的有效種群歷史演化規律；同時，利用物種分布模型（SDMs）分析，明確了六種排卵型和六種孵幼型石珊瑚在未來氣候變化情景下的動態分布規律，其中，結果表明鹿角杯形珊瑚的分布范圍將顯著收縮。

團隊前期通過共生細菌分離培養、基因組和代謝物分析，證實鹿角杯形珊瑚宿主與共生細菌之間的營養互作（mSystems，2022）；并且，發現共生丙酸桿菌可減輕鹿角杯形珊瑚熱白化（Environmental Microbiome，2023）。本研究通過學科交叉，為深度解析珊瑚繁殖策略演化模式與環境適應性提供了新的研究視角。

該項工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃項目的資助。

論文信息：Jie Li^#*,Yali Liu^#,Zhixin Zhang^#,Yu Chen,Jian Zhang,Haiyan Yu,Yingyi Zhang,Cong Liu,Zhuang Shao,David G. Bourne,Meng Qu,Si Zhang*,Qiang Lin*. Genomic insights into the brooding reproduction and climate-driven dynamics of Pocillopora damicornis in the Anthropocene. 2025

文章鏈接：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11427-024-2821-0

圖1 鹿角杯形珊瑚繁殖模式演化的遺傳調控特征及其氣候變化下種群分布規律