[发明专利]一种利用虫黄藻治理珊瑚白化的方法

说明书

本发明申请属于藻类培养技术领域，具体公开了一种利用虫黄藻治理珊瑚白化的方法，具体包括以下步骤,(1)取种剥离：从珊瑚的共生膜中将健康的虫黄藻剥离下来备用；(2)培养：将步骤(1)中得到的健康虫黄藻接种到光合生化反应器组中进行单独培养；(3)对步骤(2)中在光合生物反应器组中的虫黄藻进行定向进化，提高它们对于温度和酸性的耐受能力，得到进化后的虫黄藻备用；(4)珊瑚‑虫黄藻共生关系重构。本方法利用定向进化的方法对虫黄藻进行改造，对珊瑚礁进行珊瑚‑虫黄藻共生关系重建，从而使得珊瑚在撷取超级虫黄藻后构建的共生关系可以抵御海洋CO2的增加和海水酸化的加剧。

技术领域

本发明属于海洋生物技术领域，具体公开了一种利用虫黄藻治理珊瑚白化的方法。

背景技术

自然界中存在许多“互利共生”的现象。海洋世界中，珊瑚和虫黄藻之间的互利共生关系是一个典型的例子。主要生存于热带和亚热带浅水海区珊瑚，在全世界有800-1000种之多。造礁珊瑚体内含有共生的微藻虫黄藻。虫黄藻的叶绿素a(Chlorophyll a)等光合色素是珊瑚七彩颜色的来源。虫黄藻是海洋单细胞藻类——甲藻的一种，是能和多种海洋动物和原生动物细胞形成内共生关系的一种金黄色共生类群，从有孔虫到石珊瑚，从水母、海葵、软体动物,再到涡虫、海绵的腔体内，都存在虫黄藻，特别是珊瑚纲生物最常见。据估计，每立方毫米的珊瑚组织内有3万个虫黄藻，它们与珊瑚虫互惠共利，彼此依存。虫黄藻是光自养微生物，能够通过光合作用转化太阳光能驱动细胞吸收CO2，为宿主提供易位式还原碳化物，如葡萄糖、甘油、氨基酸等光合作用的产物。珊瑚礁高达90％的能源需求为虫黄藻所提供。同时珊瑚为虫黄藻提供保护、居所、营养(主要是含有氮和磷的代谢产物)并供应光合作用所需的部分二氧化碳。可以说，石珊瑚与虫黄藻之间的共生关系是珊瑚礁生态系统的基础。

珊瑚礁生长在地球最复杂和多样的海洋环境中，对海洋生态起着关键作用。本世纪以来，全球气候异常变化,海水温度呈上升趋势，海水中的二氧化碳含量升高也导致海水酸化的发生。这些环境变化加上日益严重的海洋污染，全球许多地方的珊瑚礁已经出现白化现象，一些珊瑚礁生态系统甚至因此面临崩溃和死亡的威胁，研究人员指出，目前在全球所有近海海域，珊瑚礁的健康水平每况愈下。到目前为止，全球珊瑚礁已死亡三分之一。主要的珊瑚礁系统正在更加缓慢地钙化，此举旨在建立它们的石质骨骼。其中一项研究显示，澳大利亚沿岸大堡礁的珊瑚生长速度在过去30年中下降了40％。气候变化引起珊瑚白化对珊瑚礁造成巨大威胁，近期的极端白化事件已经造成全世界范围内珊瑚不同程度的死亡，如果不立即采取行动，本世纪末将会有更多珊瑚礁遭受永久性破坏。近日，澳大利亚RachelLevin博士通过基因工程的方法对珊瑚中的共生微藻进行遗传改良，增强其耐热性，有望减轻珊瑚白化。

珊瑚白化过程中，共生体细胞间的活动非常复杂，目前的研究非常有限。我们大致可以将白化过程分为三个阶段：首先是活性氧的产生；其次是细胞间的信号引发珊瑚白化；最后是虫黄藻离开珊瑚——胞吐作用或宿主细胞的分离宿主细胞的凋亡。一些宿主细胞可能会由于抗凋亡蛋白的激活而幸存下来，未来还有重新长出珊瑚组织的机会。白化并非意味着珊瑚已经死亡，当我们看到白化的珊瑚时，珊瑚体内的虫黄藻密度实际已经减少了70％～90％。一旦海水的温度在几天或几周内下降，这些共生藻类还会回来。

如何防止或者治理珊瑚白化是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够利用虫黄藻治理珊瑚白化的方法。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：

一种利用虫黄藻治理珊瑚白化的方法，具体包括以下步骤,

(1)取种剥离：从珊瑚的共生膜中将健康的虫黄藻剥离下来备用；

(2)培养：将步骤(1)中得到的健康虫黄藻接种到光合生化反应器组中进行单独培养；