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珊瑚礁生态系统是最重要的海洋生态系统之一,生物多样性极其丰富。但在全球气候变化和环境污染的影响下,造礁石珊瑚的生长受到严重威胁,全球范围内的珊瑚礁出现迅速退化的问题。有报道称适度的温度胁迫可以提高珊瑚的耐受性,但是对于不同种珊瑚的驯化效果以及珊瑚对温度胁迫的响应机制还未有明确的报道,本研究拟通过室内模拟实验对珊瑚进行短期高温驯化胁迫模拟实验,以探究珊瑚对温度胁迫的响应机制以及不同形态珊瑚驯化效果的差异。本研究通过对块状的澄黄滨珊瑚(Porites lutea)、枝状鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)、片状的十字牡丹珊瑚(Pavona decussata)进行温度胁迫的模拟实验。分析珊瑚在温度升高后体内虫黄藻数量和最大光量子产量的变化,及其对温度的耐受性。通过对珊瑚超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷氨酰胺合成酶(GS)和Caspase3酶活性变化以及过氧化脂(LPO)、谷胱甘肽(GSH)含量的变化,研究造礁石珊瑚在短期热驯化后,其热耐受性是否增加以及热驯化影响热耐受性的机制,本研究可为珊瑚移植修复,珊瑚礁生态系统保护提供理论依据。研究结果如下。1.珊瑚在受到温度胁迫时,三种造礁石珊瑚在经历32℃与34℃高温胁迫时,珊瑚共生体虫黄藻(zooxanthellae)密度、共生虫黄藻暗适应后最大光量子产量(Fv/Fm)都会降低,但是十字牡丹珊瑚虫黄藻损失最少,却最大光量子产量下降幅度最大;而鹿角杯形珊瑚虽然虫黄藻损失最多,却最大光量子产量下降幅度最小,说明三种珊瑚共生体对于温度的的热耐受性不同。2.珊瑚在受到温度胁迫时,三种造礁石珊瑚在经历32℃与34℃高温胁迫时,珊瑚CAT酶、SOD酶、GS酶和Caspase3酶活性变化以及LPO、GSH含量的变化趋势一致,说明这三种珊瑚可能具有类似的应对温度胁迫响应机制。3.珊瑚在经历过32℃高温胁迫后恢复的三种珊瑚在受到34℃高温胁迫时,三种珊瑚各其耐热性比对照组(未经受过高温胁迫)项指标的都有所提高,但变化幅度不同,说明三种珊瑚在经历过高温驯化后,其共生体对于温度的耐受性会有一定程度的提高,但是驯化效果并不相同。4.通过对珊瑚生理指标的分析,珊瑚在受到温度胁迫时的响应机制可能为:温度升高导致虫黄藻游离,进一步引起最大光量子产量的降低。由于温度的升高和虫黄藻的损失,珊瑚细胞内活性氧的含量上升。珊瑚细胞内活性氧的含量上升,会进一步激活抗氧化酶的分泌,当活性氧的含量过高时,就会与细胞膜上的不饱和脂肪酸结合形成LPO。GSH也会与活性氧反应,以保护蛋白质巯基不被活性氧破坏,从而GSH含量下降。GSH的下降与活性物质含量的上升都会激活Caspase3,从而诱发细胞启动调往程序。虫黄藻的流失引起珊瑚细胞颜色变浅,细胞膜的破坏与细胞凋亡的启动引起珊瑚的死亡。本研究发现经历过32℃高温胁迫后恢复的三种珊瑚再次受到34℃高温胁迫时,其耐热性比对照组(未经受过高温胁迫)有所提高,但不同种珊瑚的驯化效果不同。因此,适度的高温胁迫对珊瑚会有一定的驯化作用。本文研究成果可用于人工增强珊瑚耐热能力,为珊瑚礁生态修复提供理论依据。