热带海草热应激记忆与表观遗传调控增强海洋变暖适应性的机制研究

为应对气候变化下海草床退化问题，印度研究团队通过热预处理（priming）和表观遗传学方法，首次揭示三种热带海草（Halodule pinifolia、Halophila ovalis、Enhalus acoroides）的热适应机制。研究发现priming处理通过上调光合作用（Fv /Fm ）和甲基化相关基因表达显著提升海草耐热性，其中E. acoroides表现最优。该成果为气候敏感物种（如H. ovalis）的保护性修复提供新策略。

　　

研究背景
海洋变暖正以0.2°C/十年的速度加剧，导致热带海草床在过去百年损失达29%。作为蓝碳（blue carbon）储存关键物种，海草的衰退将释放大量封存碳。印度Palk Bay作为生物多样性热点区域，其特有的热带海草面临海洋热浪（MHW）的致命威胁。然而，与温带物种（如Posidonia oceanica）相比，热带海草的热适应机制研究近乎空白。

研究设计与方法
印度萨蒂亚巴马科学技术研究院团队通过中宇宙（mesocosm）实验，对比分析priming（两次35°C处理）与non-priming（直接极端高温）对三种海草的影响。采用脉冲调制荧光仪（PAM）测定PSII最大光化学效率（F_v
/F_m
），结合甲基化基因表达分析，从光生理学、形态学和表观遗传学多维度评估耐热性。

研究结果

1. 光生理响应
   priming组在第二次热应激时F_v
   /F_m
   下降幅度较non-priming组减少40%，表明热记忆增强PSII稳定性。

2. 物种差异
   耐热性排序为E. acoroides > H. pinifolia > H. ovalis，后者在极端高温下出现叶片脱落等不可逆损伤。

3. 表观遗传证据
   甲基转移酶基因（如MET1）在priming组表达上调2.3倍，证实DNA甲基化参与热记忆形成。

结论与意义
该研究首次证实热带海草存在priming诱导的跨代热记忆，为气候智能型（climate-informed）修复提供理论依据。针对H. ovalis等敏感物种，建议采用阶梯式温度驯化策略。成果发表于《Marine Environmental Research》，填补了热带海草表观遗传调控研究的空白，对维持印度-太平洋区域蓝碳生态系统稳定性具有重要实践价值。