研究成果
研究成果

提升珊瑚抗熱能力的益生菌Endozoicomonas acroporae 首揭珊瑚與微生物合作抵抗全球暖化的機制

         隨著氣候暖化加劇,海洋熱浪愈發頻繁,全球珊瑚礁正面臨大規模白化、死亡危機。本中心湯森林研究員、駱乙君助研究員及盧致穎博士後研究學者領銜的團隊,首次證實珊瑚內生桿菌Endozoicomonas acroporae Acr-14T能作為珊瑚益生菌,有效增加珊瑚抵抗高溫的能力,並進一步揭示其發揮保護作用背後的生物機制。本研究為全球首度完整闡明E. acroporae Acr-14T增強珊瑚耐熱性的作用機制,建立暖化環境下「宿主-微生物」協同提升珊瑚韌性的研究模型,為未來發展珊瑚益生菌技術及珊瑚礁保育提供重要的科學基礎。

         研究團隊在模擬海洋熱浪的水缸實驗中發現,添加E. acroporae Acr-14T的珊瑚,即使處於高溫環境,仍能維持較佳的光合作用能力與健康色澤,顯示該益生菌能降低熱壓力造成的珊瑚白化傷害(圖一 A)。研究團隊進一步發現,施加的E. acroporae Acr-14T益生菌會在珊瑚組織內形成「珊瑚共生菌聚合體」,一方面抑制可能引發疾病的細菌,另一方面促進有益珊瑚健康的相關菌群,建立更穩定的共生環境。

         研究團隊再利用轉錄體與單細胞轉錄體分析顯示,益生菌添加能降低熱壓力引起的蛋白質損傷、減少細胞凋亡訊號,並減緩細胞因壓力而大量消耗能量的反應(圖一 B)。使珊瑚能維持較穩定的能量平衡,也更能維持與共生藻之間的互利共生關係。這些微生物、珊瑚宿主與共生藻之間的協同作用,提升珊瑚面對高溫逆境的耐受能力。這項研究為利用微生物提升珊瑚對抗氣候變遷的韌性,提供了新的研究方向與保育策略。

         研究由本院與國科會經費共同支持,並由本院高通量定序核心設施提供關鍵技術支援,共同作者沖繩科學技術大學院大學的和田直久博士亦參與專業指導。研究成果已於2026年7月1日發表於《國際微生物生態學期刊》(The ISME Journal)。

圖一、(A) 水缸實驗於四個採樣時間點(T0:馴化後;T1:熱壓力早期;T2:熱壓力高峰;T3:熱壓力後)所收集之珊瑚樣本的色卡分數,並附上C群體(colony)之代表性珊瑚個體照片。灰色虛線連接了不同處理組中來自同一群體的數據。(B) E. acroporae Acr-14T增強萼形柱珊瑚耐熱韌性之機制模型示意圖。 

論文全文:https://doi.org/10.1093/ismejo/wrag173

 

Copyright © 2021. All rights reserved.