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海洋所首次发现气候变暖引起鳗草地理分布南界北移现象

  近日,国际学术期刊Cell子刊《iScience》在线刊发了中科院海洋所研究成果“Warming northward shifting southern limits of the iconic temperate seagrass (Zostera marina)”。该研究首次发现了气候变暖致使鳗草地理分布南界北移的现象,揭示了全球气候变化对海草床生态系统的潜在影响。 

  全球变暖将使许多物种的地理分布向极地移动。该研究以温带海域广布海草种——鳗草(Zostera marina L.)为研究对象,对我国鳗草地理分布南界海域(山东青岛-江苏连云港)进行了全面的重新调查,对比历史文献资料发现我国鳗草地理分布南界已发生北移,并由日照石臼所北移至青岛渔鸣嘴。为确定鳗草地理分布北移是否由区域变暖所致,2016年至2021年期间,科研人员从青岛湾获取鳗草植株和种子,在日照石臼所海域共开展了16次鳗草植株移植和种子种植实验,监测海草生长状况及水温等环境参数,并进行海草生化分析和转录组分析。 


气候变暖使温带海域鳗草地理分布南界北移

  研究发现,在2016-2021年的16次修复实验中,鳗草种苗和植株均无法度过移植后的第1个夏季或第2个夏季,这表明夏季高水温是鳗草移植修复失败的主要原因。在热应激下,抗氧化酶活性升高,随着水温升高加剧或胁迫时间延长最终引发抗氧化酶系统崩溃,从而导致抗氧化酶活性降低、鳗草遭受损伤,最终死亡。转录组结果显示,热应激条件下HSP70蛋白家族及其分子伴侣腔结合蛋白(BiP)的基因表达量发生显著上调。以上研究表明,在全球气候变化背景下我国鳗草栖息地已发生北移。 


日照石臼所和青岛湾鳗草差异基因表达谱的火山图、上调差异基因KEGG富集分析 

  海洋所徐少春博士和张玉博士为论文共同第一作者,周毅研究员为通讯作者。研究得到了国家科技基础性工作专项、国家重点研发计划、总站|亚博yabovip2024网页版前沿科学重点研究项目等资助。 

  文章链接: 

  Xu Shaochun, Zhang Yu, Zhou Yi, Xu Shuai, Yue Shidong, Liu Mingjie, Zhang Xiaomei. Warming northward shifting southern limits of the iconic temperate seagrass (Zostera marina). https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(22)01027-6 

  DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.104755


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