基于珊瑚“全功能体”理论的涠洲岛澄黄滨珊瑚Porites lutea 优势共附生细菌纯培养研究

The fast coral reef degradation globally in the last three decades endangers 25% of the marine biodiversity and livelihood for millions of people. Among multiple coral protection deals, coral associated microbe is proposed to play an important role in coral environment adaption and disease defense. However, we know nothing about these associated microbes due to their non-culture state. Loss of the loci nutrients is the main cause of pure culture failure. In order to understand and exploit these dominant uncultured microbes, this project will isolate and identify the Porites lutea dominant associated-bacteria from the Weizhou Island in light of the coral holobionts concept, in which, loci nutrients was used for the original culture, and then it will be replaced by artificial substrates after substrate screen and identification. New bacterial material will also benifits multi-omics study, fermentation engineering and coral reef engineering.

近30年来世界范围内珊瑚礁的急剧退化危及25%的海洋生物多样性和数百万人的生计。在众多珊瑚保护措施中，珊瑚优势共附生微生物在珊瑚适应环境变化和抵抗疾病方面被寄予厚望。但受现有培养技术和投入的限制，我们对绝大多数珊瑚共附生微生物几乎一无所知。目前，原位信息缺失是微生物难培养的主要原因。基于此，本项目拟以抗逆性较强的涠洲岛优势种橙黄滨珊瑚为研究对象，以珊瑚"全功能体”理论为指导，建立适于珊瑚共附生细菌培养的技术体系，在培养基中引入细菌原位生长要素进行细菌的初代培养，继而对初代获得的难培养细菌进行替代底物筛选与回补，以期培养并鉴定一批珊瑚优势未培养共附生细菌，为理解珊瑚适应环境变化机制和保护珊瑚服务，同时为多组学研究、发酵工程以及珊瑚礁工程提供新材料。

近年来，动物（包括人类）微生物群的研究揭示了微生物在动物生长、发育以及健康等方面发挥着不可替代的作用。处于生存危机中的珊瑚同样具有庞大的微生物群，但囿于可培养微生物有限，在珊瑚共附生微生物多样性和功能之间形成了鸿沟。本项目利用前富集、增加营养物质种类和降低营养物质浓度水平相结合的培养技术，获得了珊瑚共附生细菌纯培养1294株（含疑似新菌12株，已发表细菌新分类单元5属6种），分属于110多个属，为开展共附生细菌功能研究奠定了坚实的材料基础。与此同时，项目对部分共附生细菌的功能开展了初步研究，发现黄杆菌在抵抗热胁迫、假交替单孢菌在抑制珊瑚机会致病菌等方面潜力巨大。此外，项目还确认了部分与珊瑚等海洋动物关系非常密切的细菌（Parashewanella和Sulfidibacter），其功能有待于进一步研究。