《研究人员发现蓝光有助于增强珊瑚的热白化耐受性》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2023-10-30
  • 近日, 中国科学院南海海洋研究所助理研究员巩三强与国内科研人员合作,首次分析了蓝光在珊瑚热白化中的潜在作用, 发现蓝光能够增强珊瑚共生体的热白化耐受性。这项重要发现开启了一种新的在全球气候变化背景下通过光调控进行珊瑚保护和拯救珊瑚礁生态系统的思路。相关研究成果发表在国际知名生态学期刊《Ecological Indicators》(生态指标)上。

    珊瑚礁以其丰富的生物多样性和高初级生产力,被誉为“海洋中的热带雨林”。 它们是海洋生物的栖息地,也为沿海居民提供了食物来源。然而,由于全球变暖、海洋酸化和人类活动等诸多因素的影响,全球近三分之一的珊瑚正面临濒临灭绝的危险,30-70%的珊瑚礁生态系统已严重退化。

    研究人员结合珊瑚组织学、珊瑚代谢特征分析及宏转录组测序等技术, 发现蓝光能够通过改善珊瑚和其共生虫黄藻之间的共生互作关系,增强珊瑚对热白化的耐受性。此外,研究还揭示了热胁迫下,除共生虫黄藻光合作用产生的活性氧外,珊瑚宿主释放的活性氧也与珊瑚白化有关,并从分子水平检测到宿主D型氨基酸氧化可能是热胁迫下宿主活性氧的释放途径之一。

    该研究不仅为保护珊瑚及拯救珊瑚礁生态系统提供了新方法,还为理解和阐释珊瑚白化现象提供了新的理论依据。

    巩三强为该论文第一作者,广西南海珊瑚礁研究重点实验室教授余克服、中国科学院南海海洋研究所研究员张跃环为论文共同通讯作者。

    该研究得到了广东省自然科学基金、广西南海珊瑚礁研究重点实验室开放基金、海南省重点研发计划项目和中央公益性研究基金等项目的资助。

    相关论文信息: Sanqiang, G., Jiayuan, L., Lijia, Xu., Yongzhi, W., Xuejie, J., Kefu, Y., Yuehuan, Zhang (2023). Blue light increases thermal bleaching tolerance of coral via remodeling host-Symbiodiniaceae symbiosis. Ecological Indicators 155 (2023) 111020. 

    文章链接:https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.01315-23

  • 原文来源:http://www.scsio.cas.cn/news/kydt/202310/t20231030_6910713.html
相关报告
  • 《研究发现害虫对基因工程作物的耐受性正在增强》

    • 来源专题:转基因技术
    • 编译者:Zhao
    • 发布时间:2017-11-01
    • 北京农业信息网报道一项最新发现,即Bt作物的害虫耐受性发展得比以前更快。2016年,世界各地的农民总共种植了超过2.4亿英亩(9800万公顷)的转基因玉米、棉花和大豆。这些作物有一个共同的特征,那就是能生产杀死害虫的苏云金芽孢杆菌(Bt)蛋白。Bt蛋白可杀死一些毛虫和甲虫等害虫,但对人体和环境无害。 然而,一些科学家担心,在基因工程作物中广泛使用Bt蛋白会促进害虫耐受性的迅速提升,美国亚利桑那大学的研究人员便是其中的几位。他们通过研究,搞清了为什么有些害虫在某些情况下会很快适应,而在其他情况下则不能。为了验证科学家们关于耐受性的预测,农业和生命科学学院的Bruce Tabashnik和Yves Carriere对Bt作物种植以及有害生物反应的全球数据进行了统计分析,并将结果发表在了近期的《自然生物技术》杂志上。 研究人员分析了36个案例数据,涉及发生在除南极洲以外所有大陆的10个国家的15种病虫害。他们发现,其中16个案例中出现了害虫耐受性增强的情况,同时Bt作物的抗虫效果有所下降,而在2015年,同样情况只有3例。在这16个案例中,害虫发展出耐受性的平均时间仅为5年。另外17个案例中,害虫仍未产生对Bt作物的耐受性,让人看到了一线曙光。Tabashnik指出,一些作物的抗虫效果还能持续20年。剩余的3个案例则被标记为“耐受性的早期预警”,即耐受性已经在统计学上显著,但还不足以造成明显后果。Fred Gould是北卡罗来纳州立大学昆虫学杰出教授,也是2016年国家科学院研究基因工程作物的领导者,他这样评价:“该研究为我们提供了强有力的证据,说明为延缓Bt作物耐受性而制定的高剂量或‘避难所(refuge)’策略富有成效。” 根据该研究的结论,最好和最差的结果都支持基于进化原理所做出的预测。Carriere指出:“如同进化论所预期的那样,有利于Bt作物持续发挥抗虫作用的因素就是害虫耐受性的隐性遗传。” “避难所”是Bt作物之间种植的植物隔离带,通常包括标准的非Bt植物。在“避难所”中,害虫可以在不接触Bt毒素的情况下进食。在Bt作物附近建立“避难所”能减少两种具有耐受性的昆虫的交配机会,并使它们更容易与易感同伴一起繁殖后代。有了隐性遗传,耐受亲本和易感亲本之间的交配会繁殖出能被Bt作物杀死的后代。 Carriere解释说,计算机模型分析显示,当害虫耐受性遗传是隐性时,“避难所”策略就能有效发挥作用。然而,虽然美国环境保护局已放宽了在美国建立“避难所”的要求,但对于“避难所”的价值和作用仍存在争议。Tabashnik认为,“避难所”能有效发挥作用的有力证据来棉铃虫,它们在印度已对Bt棉花迅速产生耐受性。 而在美国西南部,农民与学术界、产业界以及环境保护局的科学家合作,在农业部的领导下实施有效的“避难所”策略,并且取得了很好的效果。虽然印度同样需要实施“避难所”策略,但农民的合作意愿普遍不高。Tabashnik指出,同样的害虫,同样的作物,甚至是同样的Bt蛋白,但结果却迥然不同。 新的研究表明,Bt作物的害虫耐受性发展得比以前更快,主要是因为对某些Bt蛋白的耐受性会导致对随后引入的作物生产的相关Bt蛋白易形成交叉耐受性。
  • 《科学家成功研发出“耐热”珊瑚来适应气候变化》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2020-06-01
    • 耐热性增强的珊瑚有可能抵抗海洋热浪对珊瑚礁白化的影响。目前,气候变化引起的海洋热浪现象越来越普遍。澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)合成生物学未来科学平台科学带头人Patrick Buerger博士提到,全世界珊瑚礁都在减少。气候变化缩减了珊瑚的覆盖范围,随着水温上升,珊瑚白化的频率和严重程度都在增加,幸存的珊瑚面临着越来越大的压力。 研究小组通过增强珊瑚体内微藻共生体的耐热性,使珊瑚对温度诱导的白化更有耐受性。微藻共生体是生活在珊瑚组织内的微小藻类细胞。Buerger博士认为,这种方法通过控制珊瑚的微藻来增强珊瑚的耐热性,这是珊瑚耐热性的关键因素。研究小组从珊瑚中分离出微藻,并在澳大利亚海洋科学研究所(AIMS)的共生实验室进行培养。使用一种叫做“定向进化”的技术,他们让培养的微藻在四年的时间里暴露在越来越高的温度下,有助于其适应和生存。一旦微藻被重新引入到珊瑚幼虫中,新建立的珊瑚—藻类共生关系比原来的更耐热。 目前,在夏季的海洋热浪中,微藻暴露在与海洋温度相当的温度下,导致大堡礁珊瑚白化。墨尔本大学的研究人员发现,耐热微藻在光合作用和提高珊瑚动物的热反应方面表现更好。这些令人兴奋的发现表明,微藻和珊瑚之间是直接相互联系的。下一步研究计划是在一系列珊瑚品种中进一步测试成虫群落中的藻类。这一突破为提高珊瑚的耐热性提供了一种有前景的途径,是澳大利亚科学界的一大胜利。 (刘思青 编译)