我院海洋生物与生态教研室梁甲元副教授为首的研究论文 “Diazotroph Diversity Associated with Scleractinian Corals and Its Relationships with Environmental Variables in the South China Sea”正式刊登在国际SCI二区刊物Frontiers in Physiology上。

珊瑚礁生态系统的正常运转离不开有效的氮素循环。在寡营养的热带浅海珊瑚礁区，珊瑚共生固氮菌是氮素循环的重要参与者。然而，这些固氮菌的种群分布规律及其与周围海水理化变量的相关性尚不清。本研究以细菌固氮酶相关基因nifH的体外扩增为基础，采用高通量测序技术，解析采集自南海6个（大亚湾、涠洲岛、鹿回头、黄岩岛、信义礁和三角礁）不同环境变量（温度、营养盐、溶解氧、pH等）珊瑚礁区的造礁石珊瑚共生固氮菌的群落组成。α-和β-多样性分析表明，固氮菌在珊瑚礁中的分布具有显著的地域波动（p≤0.05），宿主种间波动则不显著（p>0.05）。主导固氮菌门包括变形菌门（Proteobacteria）、绿菌门（Chlorobi）、蓝细菌门（Cyanobacteria）和两个未分类的细菌门。在受海水富营养化影响的高纬度珊瑚礁区（大亚湾）样品中，绿菌门的相对丰度为47-96%；而在受海水富营养化影响的相对高纬度珊瑚礁区（鹿回头）样品中，一个未分类的固氮菌门II相对丰度占到28-87%。然而，在远离陆地的涠洲岛边缘礁和相对低纬度的3个岛礁（黄岩岛、信义礁和三角礁）的珊瑚样品中，是另一个未分类固氮菌门I和变形菌门占主导（相对丰度>80%）。与不同环境变量的相关分析表明，在海水富营养化的持续影响下，珊瑚会偏向于选择绿菌等（unclassified_f_Chlorobiaceae、Chlorobium、unclassified_p_unclassified Bacteria II和unclassified_o_Desulfuromonadales）作为共生功能固氮菌。此外，在全球变暖的影响下，高纬度珊瑚礁区的珊瑚则倾向于选择蓝细菌等（unclassified_c_norank_p_Cyanobacteria、norank_p_unclassified Bacteria I、unclassified_c_Alphaproteobacteria和unclassified_p_Cyanobacteria）作为共生功能固氮菌。这些研究结果为了解珊瑚共生固氮菌的生态特征及其在南海环境变化中的演化趋势提供了依据。