6月30日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所研究員王曉雪團(tuán)隊(duì)首次利用造礁石珊瑚的無(wú)創(chuàng)侵染模型，解析了珊瑚病原菌—溶珊瑚弧菌突破珊瑚共生菌群屏障，引發(fā)石珊瑚組織脫落病的機(jī)制。相關(guān)研究在線發(fā)表于《自然-生態(tài)與進(jìn)化》（Nature Ecology & Evolution）。

　　海洋變暖威脅著珊瑚礁的健康，除了珊瑚的白化，由致病菌引發(fā)的石珊瑚的組織脫落病正在以前所未有的速度擴(kuò)張。石質(zhì)珊瑚組織脫落病在全球的多種造礁珊瑚中被發(fā)現(xiàn)，幾周即會(huì)殺死被感染珊瑚，死亡率高達(dá)90%以上。珊瑚共生總體中棲居著各種各樣的微生物，在珊瑚共生總體元素循環(huán)和能量代謝過(guò)程中發(fā)揮重要作用，這些微生物也是珊瑚抵抗病原菌入侵和定植的一道重要屏障。但目前對(duì)于珊瑚病原菌如何突破土著共生菌的屏障以成功定植的過(guò)程和機(jī)制并不清楚。對(duì)于這一過(guò)程的理解是研究人員對(duì)珊瑚組織脫落病進(jìn)行干預(yù)的前提。

　　叢生盔形珊瑚是海南島和西沙群島附近的一種典型造礁珊瑚，前期野外調(diào)查中發(fā)現(xiàn)部分區(qū)域已有組織脫落病的發(fā)生。研究團(tuán)隊(duì)前期在叢生盔形珊瑚的消化循環(huán)腔液中發(fā)現(xiàn)了病原菌—溶珊瑚弧菌。感染這種病原菌后，在熱應(yīng)激下表現(xiàn)出嚴(yán)重的組織潰敗，是一種典型的珊瑚組織脫落病。

　　在本項(xiàng)研究工作中，研究人員報(bào)道了珊瑚病原菌與土著菌之間的一種新的競(jìng)爭(zhēng)性互作模式，這種競(jìng)爭(zhēng)性作用的結(jié)果決定了珊瑚的健康。珊瑚病原菌編碼了L-賴(lài)氨酸-ε-氧化酶LodA，可以氧化L-賴(lài)氨酸并產(chǎn)生過(guò)氧化氫。珊瑚病原菌利用LodA催化產(chǎn)生的過(guò)氧化氫來(lái)激活包括內(nèi)共生單胞菌Endozoicomonas sp.和非致病弧菌等珊瑚共附生細(xì)菌中的原噬菌體，從而清除掉這些重要的珊瑚共生菌。

　　該研究還發(fā)現(xiàn)LodA還普遍存在于人類(lèi)腸道、土壤和海洋等生態(tài)系統(tǒng)中重要的微生物類(lèi)群，表明利用LodA激活原噬菌體可能是一種共同棲息在同一生態(tài)位的微生物之間競(jìng)爭(zhēng)的常見(jiàn)策略。

　　該研究揭示了珊瑚病原菌發(fā)揮致病性的新機(jī)制，從共附生菌群的功能和互作方式的視角獲得了對(duì)珊瑚共生總體健康的新認(rèn)知，為利用益生菌保護(hù)造礁珊瑚的健康提供了技術(shù)支撐。

　　據(jù)了解，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所2017級(jí)直博生王偉權(quán)，湯開(kāi)浩副研究員和王鵬霞副研究員為該論文共同第一作者，王曉雪研究員為通訊作者。海南大學(xué)教授王嫣團(tuán)隊(duì)提供珊瑚樣品的采樣和侵染體系建立等方面的支持。

　　相關(guān)研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、廣東省本土創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室重大專(zhuān)項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41559-022-01795-y