雀鲷共生体系对疣状杯形珊瑚营养代谢与微生物组的调控机制研究

《Environmental Microbiology Reports》:Nutritional and Microbial Responses of Pocillopora verrucosa to Co-Culture With Chromis viridis Damselfish

【字体: 时间:2026年02月08日 来源:Environmental Microbiology Reports 2.7

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  本研究通过将疣状杯形珊瑚(Pocillopora verrucosa)与绿光鳃雀鲷(Chromis viridis)共培养,结合活饵投喂,发现该模式能有效维持珊瑚内源性共生菌(Endozoicomonas)优势菌群,提升蛋白质含量并优化脂质代谢。研究为珊瑚 aquaculture 提供了微生物稳态与营养调控的创新策略,对珊瑚礁生态修复具有重要实践意义。

  
微生物群落响应机制
疣状杯形珊瑚从野外移植至养殖环境后,其微生物群落发生显著更替。野外样本中内共生菌科(Endozoicomonadaceae)占据绝对优势(96.0%±2.5%),而经过1.5个月驯化后,其相对丰度下降至51.9%±20.8%,同时伯克氏菌科(Beijerinckiaceae)和假单胞菌科(Pseudomonadaceae)等菌群丰度上升。经过3个月实验处理,仅在与雀鲷共培养且投喂活饵(LiveFeeds+Fish)的组别中,珊瑚微生物群落仍保持以Endozoicomonadaceae为主导(89.5%±20.7%),且群落结构与野外样本高度相似。相反,对照组(无鱼无饵)中Endozoicomonadaceae完全消失,而弧菌科(Vibrionaceae)和红杆菌科(Rhodobacteraceae)等潜在条件致病菌丰度上升,表明共培养体系能有效维持珊瑚微生物组稳态。
营养代谢特征分析
蛋白质含量在活饵投喂组(LiveFeeds)达到最高(128.9 mg/g AFDW),而接触鱼类排泄物的组别(Dissolved、Fish、LiveFeeds+Fish)亦显著高于对照组。总脂质浓度在溶解废物组(Dissolved)和颗粒饵料组(Pellets)最高(162-177 mg/g AFDW),但所有养殖珊瑚的储存脂质(尤其是三酰甘油TAG)均显著低于野外样本。野外珊瑚TAG含量高达252.0 mg/g脂质,而养殖样本仅为3-6 mg/g AFDW,表明养殖环境可能限制珊瑚能量储备积累。脂肪酸组成分析显示,活饵投喂组珊瑚的十八碳三烯酸(18:3n-3)和十八碳一烯酸(18:1n-7)含量显著升高,与丰年虾(Artemia)饵料的脂肪酸特征相符,证实珊瑚对活饵的摄食行为。
共生体系协同效应
鱼类共培养通过两种机制促进珊瑚健康:一是雀鲷游动提升水体流动,增强珊瑚表面养分交换;二是其排泄物提供易吸收的溶解态氮磷,促进虫黄藻(Symbiodiniaceae)光合作用及光合同化物向珊瑚宿主转移。活饵投喂与鱼类共培养的协同作用使养殖系统碳氮磷比值(484:10:1)更接近Redfield比值(106:16:1),这可能为Endozoicomonas的定殖提供适宜的营养环境。此外,活饵投喂组珊瑚的n-3长链多不饱和脂肪酸与n-6比值升高,可能与珊瑚抗逆性增强相关。
对珊瑚养殖的启示
本研究证明雀鲷共培养结合活饵投喂可模拟珊瑚自然生态位的营养和微生物环境,有效维持珊瑚微生物组稳定性、促进蛋白质合成并优化脂质代谢。该策略为珊瑚规模化养殖和礁体修复提供了低成本、可持续的解决方案,未来需针对不同珊瑚物种和养殖条件优化共培养参数。
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