我院海洋生物與生態教研室梁甲元副教授爲首的研究論文 “Diazotroph Diversity Associated with Scleractinian Corals and Its Relationships with Environmental Variables in the South China Sea”正式刊登在國際SCI二區刊物Frontiers in Physiology上。

珊瑚礁生態系統的正常運轉離不開有效的氮素循環。在寡營養的熱帶淺海珊瑚礁區，珊瑚共生固氮菌是氮素循環的重要參與者。然而，這些固氮菌的種群分布規律及其與周圍海水理化變量的相關性尚不清。本研究以細菌固氮酶相關基因nifH的體外擴增爲基礎，采用高通量測序技術，解析采集自南海6個（大亞灣、涠洲島、鹿回頭、黃岩島、信義礁和三角礁）不同環境變量（溫度、營養鹽、溶解氧、pH等）珊瑚礁區的造礁石珊瑚共生固氮菌的群落組成。α-和β-多樣性分析表明，固氮菌在珊瑚礁中的分布具有顯著的地域波動（p≤0.05），宿主種間波動則不顯著（p>0.05）。主導固氮菌門包括變形菌門（Proteobacteria）、綠菌門（Chlorobi）、藍細菌門（Cyanobacteria）和兩個未分類的細菌門。在受海水富營養化影響的高緯度珊瑚礁區（大亞灣）樣品中，綠菌門的相對豐度爲47-96%；而在受海水富營養化影響的相對高緯度珊瑚礁區（鹿回頭）樣品中，一個未分類的固氮菌門II相對豐度占到28-87%。然而，在遠離陸地的涠洲島邊緣礁和相對低緯度的3個島礁（黃岩島、信義礁和三角礁）的珊瑚樣品中，是另一個未分類固氮菌門I和變形菌門占主導（相對豐度>80%）。與不同環境變量的相關分析表明，在海水富營養化的持續影響下，珊瑚會偏向于選擇綠菌等（unclassified_f_Chlorobiaceae、Chlorobium、unclassified_p_unclassified Bacteria II和unclassified_o_Desulfuromonadales）作爲共生功能固氮菌。此外，在全球變暖的影響下，高緯度珊瑚礁區的珊瑚則傾向于選擇藍細菌等（unclassified_c_norank_p_Cyanobacteria、norank_p_unclassified Bacteria I、unclassified_c_Alphaproteobacteria和unclassified_p_Cyanobacteria）作爲共生功能固氮菌。這些研究結果爲了解珊瑚共生固氮菌的生態特征及其在南海環境變化中的演化趨勢提供了依據。