接触与水体介导的相互作用驱动珊瑚微生物组与代谢组的特异性响应：等位基因抑制性大型藻类的影响机制

这篇综述通过多组学方法揭示了等位基因抑制性大型藻类（Dictyota bartayresiana）与珊瑚（Pocillopora acuta）的接触和水体介导相互作用如何差异化调控珊瑚微生物组（microbiome）和代谢组（metabolome）。研究发现，直接接触导致珊瑚组织损伤和局部微生物紊乱（如富集Rhodobacteraceae和Vibrionaceae），而代谢响应（如脂质代谢和防御化合物）呈现全珊瑚群落尺度的一致性，表明珊瑚通过代谢重编程维持稳态（homeostasis）。水体介导的相互作用仅触发微生物组轻微变化，凸显环境流动性和空间尺度对竞争结果的关键影响。

　　

实验设计与背景

珊瑚礁退化常伴随大型藻类增殖，但藻类通过接触或水体介导影响珊瑚的机制尚不明确。本研究以法属波利尼西亚莫雷阿岛的珊瑚Pocillopora acuta和等位基因抑制性藻类Dictyota bartayresiana为模型，通过野外实验结合16S rRNA测序（microbiome）和LC-MS/MS代谢组学（metabolome），解析不同相互作用类型（直接接触、2 cm近距离、对照组）及水流方向（上/下游）对珊瑚及其近表层海水（CSW）的影响。

微生物组响应：接触依赖性紊乱

直接接触导致珊瑚侧片段（接触区）显著微生物失调（dysbiosis），表现为：

1. 有益菌减少：Endozoicomonas（维持硫循环和营养供给）丰度下降；
2. 潜在病原体富集：Shimia（Rhodobacteraceae）、Vibrio（Vibrionaceae）和Thalassotalea（与珊瑚疾病相关）增加；
3. 空间局限性：顶端片段微生物组未显著改变，表明珊瑚对全群落微生物定植存在抗性。
   CSW中，SAR86（降解碳水化合物）和Ectothiorhodospiraceae（硫氧化）仅在接触组富集，提示藻类可能通过水体传播特定微生物。

代谢组响应：全群落防御策略

尽管微生物变化局限于接触区，代谢响应呈现全珊瑚一致性：

1. 脂质重编程：接触组中二酰基甘油（DG 16:0/16:1）和脂肪酸（如MG 18:3）增加，可能为能量储备调动；而糖基甘油酯（如DGDG 14:1/22:6）在近距离组减少，反映代谢途径切换。
2. 防御相关代谢物：神经酰胺（18:1/16:0）和血小板活化因子（PAF-C16）未显著变化，但麦角甾烷（ergostane）和氨基酸衍生物可能参与氧化应激缓解。
3. 化学计量特征：接触组代谢物碳氧化吉布斯自由能（ΔG⁰_Cox）更低，表明其还原性更强，可能与藻类传递的富能化合物有关。

环境因子的调节作用

水流方向（上/下游）对微生物组无显著影响，但上游珊瑚代谢组对近距离交互更敏感，推测强水流削弱了下游藻类化合物的滞留。CSW代谢物氮碳比（N:C）在接触组升高，可能源于珊瑚排泄或藻源性氮化合物。

结论与意义

研究揭示了珊瑚通过分区微生物调控和全局代谢响应抵御藻类竞争，为理解珊瑚-藻类互作的时空尺度依赖性提供了新视角。未来需结合靶向代谢组和功能实验，明确特定代谢物（如脂类）在珊瑚免疫中的作用，并评估气候变化对竞争动态的影响。