《Scientific Reports》文章：评估急性热应激试验作为珊瑚修复快速筛选工具的有效性

研究背景：

全球气候变化导致的海洋温度上升对珊瑚礁生态系统构成了严重威胁。频繁和严重的热浪导致珊瑚大量白化并死亡。面对这一挑战，珊瑚礁的恢复工作日益紧迫，而选择适应海洋变暖和疾病压力的珊瑚基因型，同时保持遗传多样性，是提高恢复效果的关键。然而，识别这些基因型的传统方法需要长期的暴露实验来模拟自然压力，这些实验不仅耗时、成本高昂，而且可能受到水箱效应的影响，限制了其在大规模应用中的可行性。

研究内容：

本研究旨在评估一种急性珊瑚白化自动应激系统（CBASS）作为一种快速筛选工具的有效性。研究比较了急性热应激试验与长期暴露实验在测定佛罗里达珊瑚礁主要修复物种——鹿角珊瑚（Acropora cervicornis）白化反应方面的异同。研究目的是确定CBASS是否可以作为长期实验的有效替代方法，以便快速筛选出具有热耐受性的珊瑚基因型。

研究方法：

采用了长期(LT)和急性(CBASS)两种热应激实验方法来评估鹿角珊瑚(Acropora cervicornis)的白化反应。长期实验模拟自然条件下的持续热应激，而CBASS则通过快速升温来模拟急性热应激。研究者从佛罗里达珊瑚礁的珊瑚苗圃中随机选取了10个独特基因型的鹿角珊瑚碎片，分别在控制和加热条件下进行培养。使用成像脉冲振幅调制(I-PAM)荧光仪测量了珊瑚藻类共生体的最大量子产量(Fv/Fm)，并在实验结束时测定了总叶绿素和宿主可溶性蛋白浓度。通过这些测量，研究者计算了珊瑚的热耐受阈值(ED50)，并比较了不同基因型在两种实验条件下的生理反应。

研究结果：

研究发现，CBASS处理下的34.3°C与长期热应激处理在白化反应上具有相似性，表明CBASS可以作为一种快速筛选工具来评估珊瑚的热耐受性。然而，不同基因型之间在热应激反应上存在差异，这些差异可能受到珊瑚来源区域的影响。例如，来自上佛罗里达群岛的珊瑚在CBASS处理中的Fv/Fm值下降幅度较小，但在长期热应激处理中的下降幅度较大。此外，测量时间的不同可能会影响对珊瑚热耐受性的评估，Fv/Fm值与总叶绿素和宿主蛋白浓度之间的相关性在CBASS和长期实验中并不一致，表明单一的生理指标可能无法全面反映珊瑚的热耐受性。

总结：

研究结果表明，CBASS作为一种快速筛选工具，具有在较短时间内评估珊瑚热耐受性的潜力。然而，为了更准确地评估珊瑚的热耐受性，需要考虑实验类型、测量时间点以及珊瑚的地理来源等因素。未来的研究应结合CBASS和长期实验，以及分子水平的分析，以更全面地理解珊瑚对热应激的响应。此外，将CBASS结果与自然白化事件中恢复的珊瑚群体的白化反应进行相关性分析，可以进一步验证急性应激试验在珊瑚礁恢复背景下的实用性。

来源：Scientific Report