11月6日，美国《Science》（《科学》）杂志发表中国厦门大学教授林森杰课题组的最新研究成果——通过虫黄藻基因组解读甲藻基因表达和珊瑚共生的分子机制。该成果以虫黄藻作为模式生物，通过基因组测序，在国际上首次系统完整地分析了甲藻基因组的结构特性，描绘了珊瑚虫和虫黄藻共生过程中相互作用的分子机制。该研究成果不但填补了国内空白，且处于国际领先水平。

甲藻是海洋生态系统中最重要的初级生产者之一，其中虫黄藻（属甲藻门）是珊瑚礁中必不可少的共生藻。在海洋中，甲藻这些微小的海洋生物自由漂浮，或与珊瑚共生，成为一大群软体动物、小鱼和珊瑚物种的“午餐”。许多甲藻在近海易形成赤潮并产生毒素，会对沿海环境、经济和人类健康造成影响。当赤潮发生时，贝类吃下甲藻，生成的毒素会在其体内富集，随后对整个食物链产生影响，造成巨大的经济损害和公共卫生问题，这在全球已变得越来越常见。同时，赤潮也会毒害贝类养殖区，造成甲藻抛弃珊瑚礁让其缓慢地白化死亡。然而，科学家至今对调控甲藻特性及对不同环境的强适应能力背后的分子遗传机制所知甚少。

文章第一作者林森杰说，珊瑚与甲藻互惠互利，虫黄藻对珊瑚而言必不可少，珊瑚依赖甲藻的光合作用作为糖类及营养化合物的来源生长及成礁。没有甲藻，珊瑚会白化无法生长，甚至死亡。但这种关系似乎对虫黄藻并非必不可少，尽管在营养物贫乏的海洋生态环境中，珊瑚宿主的代谢废物提供了丰富的营养物质供应。

全球变暖与海洋酸化对珊瑚礁的生态系统产生了严重威胁，导致珊瑚失去共生藻或光合色素而变白，最终因失去营养供应而导致珊瑚礁生态系统崩溃，这种现象被称为“珊瑚白化”。据初步估算，与20世纪50年代相比，目前我国珊瑚礁面积减少约80%，处于健康和非健康状态的各占50%。如果珊瑚礁大量减少或完全灭绝，将引发食物链的一系列连锁反应，从而改变海洋的生态结构。因此，研究珊瑚—虫黄藻的共生关系如何建立，以及这种关系在环境胁迫下如何失衡和可能的修复，是国际上长期以来亟待解决的科学问题。加强上述问题的研究对保护珊瑚礁系统的多样性及生态平衡将起到至关重要的作用。这篇论文的发表标志着技术的进步正使这样的研究成为可能，并对未来更深入的研究奠定良好的基础。

据悉，接下来林森杰的研究小组将对沿美国纽约长岛北岸导致赤潮的一种甲藻的基因组进行测序，希望最终能够解释甲藻进化的机制及环境条件对其生活方式的影响。

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