由香港科技大学（科大）海洋科学系讲座教授钱培元教授领导的研究团队和南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）及中国水产科学研究院黄海水产研究所展开合作，在揭示深海黑珊瑚（Bathypathes pseudoalternata）与其共生菌的适应机制方面取得重大突破。 研究成果已于国际权威期刊《 Cell Host & Microbe》发表。
研究首次针对这种深海黑珊瑚进行从基因组到功能层面的全面分析，深入剖析其如何透过营养互补、代谢合作、抗氧化防御、病毒抵御与免疫稳态，在极端环境中存活。 研究更提出一个崭新的概念模型，显示深海珊瑚维持一套简约、高效且功能互补的共生系统，为探索深海生物功能基因资源提供重要的参考。
为探究深海珊瑚如何维持高度简化却高效的共生体系，研究团队开发了一套综合分析框架，涵盖宿主基因组、共生菌群落结构、共生菌基因组、空间分布及转录组功能。 透过多层次整合方法，研究团队系统性地分析了深海黑珊瑚的共生稳定性、营养互补和免疫调控机制。 团队成功组装出一套由16条染色体构成的高品质染色体级基因组。 基因家族分析显示，与营养摄取、内吞与溶酶体功能及免疫反应相关的代谢途径显著增加，反映珊瑚在营养匮乏的深海环境中，透过强化物质吸收和细胞消化能力而生存。 此外，该基因组缺乏多种氨基酸和部分维生素的完整合成途径，这从遗传层面证实珊瑚必须依赖共生菌提供所需的营养素。
对来自南海和西太平洋不同深度和区域的深海沉积物样本进行分析后发现，深海黑珊瑚体内维持着一套稳定且高度简化的共生菌群落，其组成与周围环境中的菌群结构截然不同。 这表明珊瑚对共生菌具有高度选择性，以确保在深海环境中获得必需的营养和代谢需要。 核心共生菌通过分工协作，共同协助珊瑚在极端恶劣的深海环境中存活，其中包括：具备固碳与氨氧化能力的氨氧化古菌，可协助宿主解毒，并合成氨基酸与维生素; 可提供血红素、硫辛酸、谷胱甘肽和脂肪酸的新发现α-变形菌，可为宿主提供营养补给; 以及携带CRISPR/Cas免疫系统与限制修饰系统的两种高度简化柔膜菌，为宿主构建有效的抗病毒防御屏障。 这些共生菌为宿主珊瑚提供营养补给、氨解毒、维生素与代谢物合成、抗氧化及病毒防御等多种维持生命所需的功能。
钱教授总结：「研究结果突显了深海珊瑚在极端环境中非凡的适应能力，并揭示了其与共生菌在极端环境中维持共生关系的重要性。」
研究获国家自然科学基金青年科学基金项目、国家重点研发计划、南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）、香港特别行政区政府、科大潘乐陶气候变化与可持续发展研究中心、山东省自然科学基金青年项目、山东省海洋科学技术基金（青岛）试点项目、海南省重大科技专项、崂山国家海洋科学实验室「鳌山人才」计划及中国水产科学研究院基本科研业务费等资助。
该论文由邵长伟研究员（中国水产科学研究院黄海水产研究所）、钱培元教授（科大）、孟亮研究员（华大生命科学研究院）和刘姗姗研究员（华大生命科学研究院）为共同通讯作者; 由位战飞（中国水产科学研究院黄海水产研究所）、兰奕（科大）、孟丽慧（青岛农业大学）共同担任第一作者。
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