珊瑚礁(Coral Reefs)为海洋中一类极为特殊而又十分重要的生态系统,保持有较高的生物多样性和初级生产力,为许多海洋生物提供了繁殖生活的场所。具有保护海岸线、提供建筑材料以及发现新的海洋药物的重要功能和记录海洋气候的历史变迁的功能,被誉为“海洋中的热带雨林”。但是近些年来,随着全球气候变化及人类活动造成的环境污染和开发破坏的影响,导致珊瑚礁生物多样性缩减、生态功能退化现象日益突出,珊瑚礁生态系统面临严重的威胁。因此加强珊瑚礁生物多样性研究和珊瑚礁生态功能尤其是生态环境效应研究以及珊瑚礁的保护管理和生态修复研究,对维持珊瑚礁生态平衡有很重要的意义。本研究以海南省近岸海域风信子鹿角珊瑚(Acroporahyacinthus)和粗野鹿角珊瑚(Acroporahumilis)为材料,分析所在海域(大洲岛和木兰湾)海水和珊瑚体内PAHs的分布特征,比较了珊瑚蛋白3种不同的提取方法,从蛋白得率、1-DE图谱、2-DE图谱、蛋白点的数量及质谱兼容性等方面进行比较,获得了适用于鹿角珊瑚总蛋白提取的最佳方法。同时通过人工染毒方法,通过不同浓度的苯并芘(BaP)胁迫粗野鹿角珊瑚,利用蛋白组学的方法,从差异蛋白表达水平探究粗野鹿角珊瑚对苯并芘胁迫的响应,从蛋白水平揭示了珊瑚应答BaP胁迫的毒理机制,为保护珊瑚礁生态系统的保护和修复提供重要依据。本论文得到以下四个结论:(1)大洲岛和木兰湾海水中的16种总PAHs的含量分别为532.68 ng·L-1和82.13 ng·L-1。其中在大洲岛海水中检测出来的PAHs包括低环(2环)到高环(6环)分子,而在木兰湾海水中检测出的PAHs均在4环及以下。在风信子鹿角珊瑚体内和粗野鹿角珊瑚体内的16种总PAHs的含量分别为2096.60ng·g-1和1213.46 ng·g-1,其中各自均有低环和高环检出。(2)比较了 PBE酚抽法、TRIzol试剂法、土壤蛋白试剂盒Kit法的三种珊瑚蛋白质提取方法,结果显示:在两种珊瑚中,PBE提取方法获得的蛋白量最多(3.1-3.9 mg/g) ; Kit法得到的蛋白量最少(2.2mg/g);从1-DE图谱看出,PBE法、TRIzol试剂法和Kit法条带都很清晰,但PBE法获得的条带整体较多;从2-DE图谱中,发现三种方法的重复性接近,但PBE酚抽法得到的分辨率更高;PBE酚抽法提取的总蛋白点数最多,而且得到的特异点较TRIzol试剂法和Kit试剂盒法的多。在质谱鉴定中,发现PBE酚抽法提取出的蛋白能被检索出的成功率最高,说明了其具有更好的质谱兼容性。综上,PBE酚抽法更适宜于基于双向电泳技术的珊瑚蛋白质提取。(3)分别用1μg/L、10μg/L、100 μg/L的苯并芘胁迫粗野鹿角珊瑚5天,结果发现,在对照组和不同处理组中均没有发现珊瑚共生体表征形态上的变化。运用双向电泳技术(2-DE)来分离比较剂效关系和时效关系下的总蛋白在对照组和处理组中的差异,并用Image Master 2D Platinum5.0软件对双向电泳图谱进行差异分析,总共有48个蛋白点变化倍数在2.0倍以上。酶解后经MALDI-TOF/TOF MS质谱鉴定,最终成功鉴定到39个差异蛋白点,其中17个差异蛋白上调表达,22个差异蛋白下调表达的。这些差异蛋白从细胞组成来看,细胞、细胞器、胞内结构、膜结构等均发生了变化;从分子功能来看,发生了蛋白结合、脂质结合、抗原结合、多种酶类活性、转录因子活性、结构分子等作用的蛋白变化;从生物过程来看,参与了细胞代谢、初级代谢、有机质代谢及调控过程、生物合成、细胞自我调节、生物刺激响应还有细胞间通讯、解毒及自噬过程。(4)在KEGG代谢通路中发现细胞骨架肌动蛋白(蛋白编号24)、14-3-3蛋白(蛋白编号49和50)、以及热休克蛋白71kDa (蛋白编号49)参与了十分重要的Hippo信号通路和EB病毒感染通路。这4个蛋白在发挥抗应激和细胞保护及修复、抑制细胞凋亡等途径中发挥很重要的作用。在虫黄藻的差异蛋白分析中,5个与光合作用相关的叶绿体蛋白(蛋白编号7, 10, 11, 12, 13)出现了明显的下调表达,减弱了虫黄藻的光合作用。我们把以上9个重要蛋白作为有机化合物对珊瑚共生体胁迫时造成影响的重要分子标记物。