由香港科技大學（科大）海洋科學系講座教授錢培元教授領導的研究團隊和南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）及中國水產科學研究院黃海水產研究所展開合作，在揭示深海黑珊瑚（Bathypathes pseudoalternata）與其共生菌的適應機制方面取得重大突破。研究成果已於國際權威期刊《 Cell Host & Microbe》發表。
研究首次針對這種深海黑珊瑚進行從基因組到功能層面的全面分析，深入剖析其如何透過營養互補、代謝合作、抗氧化防禦、病毒抵禦與免疫穩態，在極端環境中存活。研究更提出一個嶄新的概念模型，顯示深海珊瑚維持一套簡約、高效且功能互補的共生系統，為探索深海生物功能基因資源提供重要的參考。
為探究深海珊瑚如何維持高度簡化卻高效的共生體系，研究團隊開發了一套綜合分析框架，涵蓋宿主基因組、共生菌群落結構、共生菌基因組、空間分佈及轉錄組功能。透過多層次整合方法，研究團隊系統性地分析了深海黑珊瑚的共生穩定性、營養互補和免疫調控機制。團隊成功組裝出一套由16條染色體構成的高品質染色體級基因組。基因家族分析顯示，與營養攝取、內吞與溶酶體功能及免疫反應相關的代謝途徑顯著增加，反映珊瑚在營養匱乏的深海環境中，透過強化物質吸收和細胞消化能力而生存。此外，該基因組缺乏多種氨基酸和部分維生素的完整合成途徑，這從遺傳層面證實珊瑚必須依賴共生菌提供所需的營養素。
對來自南海和西太平洋不同深度和區域的深海沉積物樣本進行分析後發現，深海黑珊瑚體內維持着一套穩定且高度簡化的共生菌群落，其組成與周圍環境中的菌群結構截然不同。這表明珊瑚對共生菌具有高度選擇性，以確保在深海環境中獲得必需的營養和代謝需要。核心共生菌通過分工協作，共同協助珊瑚在極端惡劣的深海環境中存活，其中包括：具備固碳與氨氧化能力的氨氧化古菌，可協助宿主解毒，並合成氨基酸與維生素；可提供血紅素、硫辛酸、谷胱甘肽和脂肪酸的新發現α-變形菌，可爲宿主提供營養補給；以及攜帶CRISPR/Cas免疫系統與限制修飾系統的兩種高度簡化柔膜菌，為宿主構建有效的抗病毒防禦屏障。這些共生菌為宿主珊瑚提供營養補給、氨解毒、維生素與代謝物合成、抗氧化及病毒防禦等多種維持生命所需的功能。
錢教授總結：「研究結果突顯了深海珊瑚在極端環境中非凡的適應能力，並揭示了其與共生菌在極端環境中維持共生關係的重要性。」
研究獲國家自然科學基金青年科學基金項目、國家重點研發計劃、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）、香港特別行政區政府、科大潘樂陶氣候變化與可持續發展研究中心、山東省自然科學基金青年項目、山東省海洋科學技術基金（青島）試點專案、海南省重大科技專項、嶗山國家海洋科學實驗室「鰲山人才」計劃及中國水產科學研究院基本科研業務費等資助。
該論文由邵長偉研究員（中國水產科學研究院黃海水產研究所）、錢培元教授（科大）、孟亮研究員（華大生命科學研究院）和劉姍姍研究員（華大生命科學研究院）為共同通訊作者；由位戰飛（中國水產科學研究院黃海水產研究所）、蘭奕（科大）、孟麗慧（青島農業大學）共同擔任第一作者。
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