基因组学揭示阿拉伯半岛Pocillopora珊瑚物种多样性与独特性：单一物种的统治地位

本研究通过靶向捕获超保守元件(UCEs)和外显子测序技术，解决了阿拉伯半岛Pocillopora珊瑚长期存在的物种界定争议。研究人员整合基因组学、形态学和地理证据，证实该区域所有形态和线粒体谱系(mtORF types 3/7)均属单一物种P. favosa，并明确其与印度洋-太平洋其他物种的差异。这一发现为极端环境下珊瑚适应性研究提供了准确分类框架，对珊瑚礁保护具有重要意义。

　　

在珊瑚礁生态系统中，Pocillopora属珊瑚因其广泛的形态可塑性和复杂的物种边界而闻名。长期以来，阿拉伯半岛(AP)地区的Pocillopora被基于形态学划分为P. damicornis和P. verrucosa两个物种，而线粒体开放阅读框(mtORF)标记又提示存在更多隐存谱系。这种分类混乱严重阻碍了对该地区珊瑚生理、生态研究的准确性——当研究者将不同物种误认为同一类群时，其得出的环境适应机制或共生关系结论可能产生系统性偏差。更棘手的是，AP海域作为全球环境最极端的珊瑚栖息地之一（夏季水温超32°C，盐度波动显著），其珊瑚对气候变化的适应机制研究亟需可靠的物种界定基础。

为破解这一难题，由沙特阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)领衔的国际团队开展了跨学科研究。研究人员采用靶向捕获测序技术，对阿拉伯半岛26个Pocillopora样本的1,127个超保守元件(UCEs)和1,347个外显子进行测序，结合132个印度洋-太平洋样本的已有数据，通过最大似然法(ML)和多物种合并模型(MSC)构建系统发育树。同时利用单核苷酸多态性(SNP)进行贝叶斯因子定界(BFD*)分析，并整合标本的宏观/微观形态特征与地理分布数据。关键技术包括：样本覆盖红海、亚丁湾至阿曼湾的梯度分布；mtORF单倍型分型；SPAdes基因组组装；IQ-TREE 2和ASTRAL-III系统发育分析；sNMF群体遗传结构解析。

研究结果揭示三大核心发现：

系统发育分析

所有AP样本（含两种mtORF类型3/7）形成高支持度的单系群（UFB=100%），与印度洋西部(WIO)的GSH12和GSH13a谱系明显分化。有趣的是，虽然WIO的mtORF type 3/7分别对应独立物种，但在AP地区这些线粒体谱系却混合存在于同一核基因组背景中，提示存在历史基因渐渗事件。

物种定界验证

SNP分析强烈支持将AP种群作为独立物种（BF=184.8 vs. 两物种模型）。sNMF聚类在K=3时完美对应三个主要谱系，而形态学观察显示AP种群与印度洋近缘种无法通过骨骼特征（如萼部直径0.8-1.1mm、棘刺长度<100μm）区分，证实其为形态保守的隐存种。

分类学修订

通过检视历史模式标本，研究团队重新确立了P. favosa Hemprich & Ehrenberg 1834的有效性。该物种表现出显著表型可塑性——在红海北部呈紧凑分枝状，而阿曼种群可形成单优礁，但其繁殖生物学特征（每年5-6月同步产卵）和种群遗传结构（克隆复制率低）均保持一致性。

讨论部分强调，这项研究首次通过基因组证据厘清了AP地区Pocillopora的分类混乱：

1. 实践意义：纠正了过去将mtORF类型作为物种标记的误区（如Pinzón et al. 2013），为后续生理生态研究提供准确参照；
2. 进化启示：AP种群与WIO近缘种的异域分布模式，暗示阿拉伯半岛的海洋地理隔离（如索马里贫瘠海岸带）驱动了物种形成；
3. 保护价值：作为红海-阿拉伯湾关键造礁种，P. favosa对极端环境的适应机制（如耐高温共生藻Symbiodiniaceae选择）将成为气候变化研究的理想模型。

该成果发表于《Coral Reefs》时，审稿人特别指出其整合分类学框架的创新性——不仅解决百年分类争议，更建立了珊瑚"基因组-形态-地理"多维界定标准。未来研究可进一步探索P. favosa与GSH13a的祖先分化历史，以及mtORF渐渗对其环境适应力的潜在影响。