鞭柳珊瑚生态竞争-防御策略的系统研究

鞭柳珊等失去物理保护的海洋无脊椎动物主要是依靠机体产生的化学物质达到防御天敌捕食、对抗微生物附着及病原菌感染等生态目的，但形成这种生态体系的生物策略至今未见系统研究报道，这与长期以来鞭柳珊瑚生态研究方面存在的方法简单、评价体系不够全面等问题有关。本课题以鞭柳珊瑚D. divergens为研究对象，针对其生态特点设计了由动物和微生物组成的系统评价模型，综合运用现代波谱学、色谱学、微生物学及分子生物学等研究手段，通过对其化学生态物质的种类、结构、生物活性的分析及对常规和仿生条件下共附生微生物种类及次生代谢产物的研究，探讨发挥上述不同生态作用的物质基础及可能的来源、对共附生微生物的选择作用以及共附生微生物对该生态体系的贡献，揭示鞭柳珊瑚形成自我保护和调节机制的生物策略，并对相关无脊椎动物的研究提供方法学上的借鉴。本研究对维持珊瑚物种的正常生长及生态体系的平衡、寻找新的活性物质来源都具有重要意义。

珊瑚等失去物理保护的海洋无脊椎动物主要是依靠机体产生的化学物质达到防御天敌捕食、对抗微生物附着及病原菌感染等生态目的，这种化学防御体系的建立为药物活性物质的发现提供了天然的筛选模型，是新药发现的重要源泉,但形成这种生态体系的生物策略至今未见系统研究报道。本课题以鞭柳珊瑚科蕾二歧灯心柳珊瑚（D. Divergens）为研究对象，针对其生态特点设计了由长臂虾、斑马鱼、斑马鱼卵、细菌（B. megaterium、E. coli）、真菌（B. cinerea、S. tritici、M. violaceum、P. oryzae Cavara）和微藻（C. fusca）组成的化学生态活性综合评价模型。通过长臂虾活性评价模型发现其生态物质存在于乙醚提取物中，并综合运用现代波谱学、色谱学、微生物学及分子生物学等研究手段，从中分离得到共分离得到单体化合物110个，包括104个briarane二萜类化合物、2个开环甾体及4个甾体皂苷类化合物，其中新化合物71个。这些化合物显示不同程度的细胞毒、抗菌、抗真菌等生物活性，但对微藻的抑制活性并不显著。UPLC-MS分析显示，其共生真菌代谢产物与共生体中得到的甾体类物质结构类似，可能对其化学防御物质有部分贡献。上述研究共发表研究论文15篇，其中SCI文章13篇，申报发明专利2项。通过对其化学生态物质的种类、结构、生物活性的分析及对共生真菌的作用研究，对其生态物质基础、可能的来源及对共附生微生物可能的选择作用进行了探讨，揭示了鞭柳珊瑚形成自我保护和调节机制的生物策略，并对相关无脊椎动物的研究提供方法学上的借鉴。本研究对维持珊瑚物种的生态体系的平衡及寻找新的活性物质来源都具有重要意义。