中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所水產(chǎn)品種創(chuàng)制與高效養(yǎng)殖全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、熱帶海洋生物資源與生態(tài)實(shí)驗(yàn)室(LMB)喻子牛研究員團(tuán)隊(duì)在珊瑚礁生物硨磲白化適應(yīng)性機(jī)制方面取得重要進(jìn)展,相關(guān)研究成果Metabolic Shifts and Muscle Remodeling as Pro-Survival and Energy Compensation Strategies in Photosymbiotic Giant Clams after Bleaching作為封面論文發(fā)表于Environmental Science & Technology(圖1)。副研究員毛帆為論文第一作者,副研究員肖述、香港大學(xué)博士黨欣為論文共同第一作者,研究員張揚(yáng)為通訊作者。
全球海洋持續(xù)變暖是珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的首要威脅,同珊瑚一樣,依賴光合共生的硨磲也難以幸免于白化危機(jī)。研究團(tuán)隊(duì)以番紅硨磲(Tridacna crocea)為模型,模擬未來(lái)海洋升溫場(chǎng)景,成功誘導(dǎo)了硨磲白化現(xiàn)象。通過(guò)整合組織生理學(xué)與多維組學(xué)分析,系統(tǒng)闡明了硨磲在應(yīng)對(duì)白化的獨(dú)特“能量補(bǔ)償”策略:面對(duì)由于白化-共生藻“斷供”導(dǎo)致的能量枯竭,硨磲激活了體內(nèi)的"能量感應(yīng)開(kāi)關(guān)"(AMPK通路),減少能量消耗;并啟動(dòng)"肌肉降解信號(hào)"(FoxO-atrogin通路),驅(qū)動(dòng)共生組織中的"肌肉萎縮"和蛋白降解,為氨基酸代謝提供了原料。這種碳水化合物/脂肪酸到氨基酸的代謝轉(zhuǎn)變,以及膠原蛋白豐富的肌肉纖維的降解和重塑是其存活的關(guān)鍵(圖2)。此外,研究還發(fā)現(xiàn),部分硨磲在經(jīng)歷了白化后仍具有膠原性肌纖維的再生能力,表現(xiàn)出較強(qiáng)的生理韌性。研究成果不但揭示了珊瑚礁生物獨(dú)特的白化適應(yīng)性,也為珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和修復(fù)提供了科學(xué)依據(jù)。
該研究由國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目、中國(guó)科協(xié)青年人才托舉工程項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院國(guó)際伙伴計(jì)劃項(xiàng)目、廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目等共同資助完成。
相關(guān)論文信息:Mao F,Xiao S,Dang X,Cui G,Gaitán-Espitia JD,Thiyagarajan V,Vidal-Dupiol J,Yi W,Jin X,Yu Z,Zhang Y*. Metabolic Shifts and Muscle Remodeling as Pro-Survival and Energy Compensation Strategies in Photosymbiotic Giant Clams after Bleaching. Environ Sci Technol. 2025 Jun 3;59(21):10239-10252.
原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5c00474
圖1 Environmental Science & Technology封面論文
圖2 硨磲pro-survival能量補(bǔ)償模式圖
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