近日，我所海洋生态保护与修复重点实验室郑新庆领衔的珊瑚研究团队在BMC期刊《Environmental Microbiome》（JCR 1区，IF=5.4）发表题为“Symbiotic Symbiodiniaceae mediate coralassociated bacterial communities along a natural thermal gradient”的研究论文。这一研究从藻菌互作维度解析了珊瑚环境适应的微生物调控机制，证实共生虫黄藻类群是驱动细菌群落动态的关键枢纽，为理解珊瑚共生体应对气候变化的微生态适应提供了全新角度。我所2022级硕士研究生杨倩曦为该论文第一作者，郑新庆研究员和周曦杰助理研究员为共同通讯作者，共同作者包括海洋三所博士研究生张涵、香港浸会大学邱建文教授、海洋三所黄丁勇副研究员。

微生物组通过精细调控珊瑚共生系统稳态，在宿主环境适应中发挥核心作用。其中，虫黄藻（Symbiodiniaceae）与共生细菌作为关键功能组分，二者互作构成珊瑚响应环境胁迫的重要机制。本研究以海南东南沿岸广泛分布的环境敏感型珊瑚——Pocillopora acuta（杯形珊瑚）为研究对象，探究其在自然环境梯度下虫黄藻生理特征、群落组成与细菌群落结构之间的关系，这一研究为厘清藻菌互作模式以及珊瑚适应外界环境变化提供了基础，对全球气候变化背景下的珊瑚礁保护和修复具有重要意义。研究结果显示，海南东南沿岸P. acuta 的共生虫黄藻组成呈现随纬度梯度明显变化的空间格局，其中，分界洲（FJZ）以全为 Cladocopium为主导（PaC），而鹿回头（LHT）以Durusdinium（PaD）为主导，中间地区后海（HH）二者并存且存在混合共生状态。尽管随着海表温（SST）与周热度（DHW）升高，PaD比例同步上升。但PaC和PaD间稳定共有C1、C42.1、D1、D4、D6 等虫黄藻亚系群，珊瑚可能通过“共生藻洗牌”调节各亚型占比，实现沿温度-营养梯度适应。生理数据进一步显示，PaD凭借更高的虫黄藻密度和叶绿素含量，弥补其较低的光合效率，从而在胁迫环境中维持功能稳定。

图1 不同虫黄藻属主导的 P. acuta 共生藻组成（a）以及光合生理特征（b-d：叶绿素含量、共生虫黄藻密度和实际光量子产量）。F，H和L分别代表分界洲、后海和鹿回头。C和D分别代表 Cladocopium和Durusdinium虫黄藻。

同时，PaC和PaD也表现出差异化的细菌群落结构，PaC与内生单胞菌（Endozoicomonas）跨区域稳定共生，而PaD细菌群落组成则表现出高随机性与空间异质性。通过网络共线性分析偏和最小二乘路径模型（PLS-PM），发现PaC形成高连接度、高模块化的稳健网络，而PaD的共线性网络则较为松散。这一结果揭示了不同优势虫黄藻主导下同种珊瑚的环境适应策略，即PaC共生虫黄藻对环境变化较为敏感，依赖稳定的藻菌互作关系，PaD则主要凭借其共生虫黄藻较强的光合作用能力及微生物动态重组来实现功能代偿，由此反映出珊瑚共生体适应环境的层级调控框架，即虫黄藻系群奠定了宿主耐受性的生理基础，而共生微生物群落的动态重组与功能代偿构成了关键的微生态适应策略。两种模式在自然环境下动态调节，从而实现相同下环境中不同生态型珊瑚共存。这框架为未来珊瑚微生物组工程（如益生菌定向调控、耐热虫黄藻移植）提供了新范式，对全球变化背景下珊瑚礁韧性提升关键技术的研发具有直接指导价值。

图2 不同虫黄藻属主导的P. acuta细菌群落组成

图3. 模式图展示环境因子（即温度、浊度、营养盐等）如何影响形珊瑚（P. acuta）内虫黄藻组成及其相关细菌群落。环境变化可能导致Durusdinium与Cladocopium相对丰度的改变，P. acuta 通过“洗牌”其虫黄藻群落以适应环境变化。虫黄藻组成的变化亦显著影响细菌群落结构。PaC 与 PaD 各自富集特定细菌，其中，PaC富集Endozoicomonas以及更为稳定和复杂的细菌网络助其提升其韧性。

该研究得到国家自然科学基金项目《虫黄藻系群转变对珊瑚宿主营养可塑性的影响》(42376110)、福建省自然科学基金杰青项目(2023J06043)、自然资源部第三海洋研究所基本科研业务费（2019017，2020017）等项目资助，涉及海南省三亚、陵水海域。

全文链接：https://environmentalmicrobiome.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40793-025-00733-2#Sec2