近日,广州海洋实验室周文良研究员团队在珊瑚礁鱼类皮肤微生物研究方面取得新进展,相关成果以“Exploring phylosymbiosis in the skin microbiome of coral reef fish: Synergistic effects of environmental and host-specific factors”为题,在线发表于ISME Communications(新锐分区 1 区 Top,影响因子 6.1)。论文第一作者为广州海洋实验室赖瀚、高阔和邱兰,通讯作者为广州海洋实验室周文良研究员。
鱼类皮肤是宿主与外界环境直接接触的重要界面,其表面黏液层不仅是抵御病原微生物入侵的重要屏障,也为共生微生物提供了栖息空间。珊瑚礁鱼类物种多样、生态功能复杂,是研究宿主—微生物互作和微生物群落组装机制的重要对象。该研究以中国南海珊瑚礁鱼类为对象,基于 25 个采样站位的 447 个鱼类皮肤微生物样本,覆盖 138 种鱼类,隶属于 80 属、37 科、7 目,通过 16S rRNA 基因扩增子测序,系统解析了南海珊瑚礁鱼类皮肤微生物群落的多样性格局及其环境与宿主驱动机制。
研究发现,环境因素是影响珊瑚礁鱼类皮肤微生物群落结构的主要驱动因子,对群落差异的解释贡献明显高于宿主性状、宿主系统发育距离和地理距离。其中,温度和硅酸盐是关键环境因子。宿主因素同样参与皮肤微生物群落组装过程,鱼类迁移性和食性等性状与皮肤微生物群落差异显著相关,表明宿主生活方式可能通过影响栖息地利用、活动范围和环境微生物暴露,间接调控皮肤微生物群落结构。
研究进一步发现,珊瑚礁鱼类皮肤微生物存在弱但显著的系统发育共生信号,即亲缘关系较近的鱼类,其皮肤微生物群落整体上更趋相似。该结果表明,鱼类皮肤微生物群落并非仅受外部环境筛选影响,宿主演化历史、性状特征和生活方式也可能参与微生物定殖与群落组装。总体而言,环境筛选在珊瑚礁鱼类皮肤微生物群落形成过程中占据主导地位,宿主因素则可能主要通过调节宿主相关微环境和资源利用方式发挥间接影响。该研究深化了对珊瑚礁鱼类宿主—微生物互作机制的认识,并为从微生物多样性视角评估珊瑚礁生态系统健康及制定保护管理策略提供了科学依据。
广州海洋实验室黄明攀、余文、李浩、彭昭杰、魏世超,以及中国科学院动物研究所/江西农业大学魏辅文院士为论文共同作者。该研究得到了中华人民共和国科学技术部(2021YFF0502800)、国家自然科学基金委(32400420)、广东省科学技术厅(2025B1212050002、2023A1111110001,2021QN02H103)、广东省林业局(SLYJ2023B4004)和广州海洋实验室(GML2020GD0804,GML2022GD0804)等项目资助。
论文链接:https://doi.org/10.1093/ismeco/ycag121

图1 南海珊瑚礁鱼类采样点分布与皮肤微生物总体概况

图2 环境因素和宿主因素对珊瑚礁鱼类皮肤微生物群落的相对贡献
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