NUS-zee-ecologen hebben veranderingen ontdekt in de genexpressie van koralen die worden blootgesteld aan kortdurende hitte en sedimentstress, wat cruciale inzichten biedt voor effectievere strategieën voor rifbeheer.

Koraalgemeenschappen worden geconfronteerd met grotere milieudruk als gevolg van de opwarming van de aarde. Degenen die zich in kustwateren in de buurt van land bevinden, worden vaak blootgesteld aan andere stressvolle omstandigheden, zoals verhoogde sedimentatiesnelheden als gevolg van activiteiten op het land. Het vermogen van koralen om te reageren op verschillende omgevingsstressfactoren is nog steeds niet duidelijk. Hoewel op transcriptomics gebaseerd onderzoek gericht op een enkele variabele zoals warmte het begrip heeft verbeterd met betrekking tot het vermogen van koralen om te reageren op veranderingen in de omgeving, meerdere gelijktijdig voorkomende stressoren in mariene systemen zijn onvoldoende bestudeerd.

Prof Peter Todd en Dr. Rosa Celia Poquita-Du van de afdeling Biologische Wetenschappen, NUS heeft de effecten bestudeerd van twee belangrijke stressoren op koralen (warmte en sediment) die zijn gewonnen uit drie riflocaties op de zuidelijke eilanden van Singapore. De studie omvatte een ex situ experiment (~3 weken), moleculair laboratoriumwerk, en bio-informatica, die ongeveer een jaar in beslag nam. Ze hebben ontdekt dat blootstelling van Pocillopora acuta-koralen aan kortdurende hitte en sedimentstress een significante verandering in hun genexpressiepatronen veroorzaakt. Ze ontdekten dat hittestress de belangrijkste oorzaak is van deze veranderingen in genexpressie, in plaats van sedimentspanning. Echter, in aanwezigheid van zowel hitte- als sedimentstressoren, het gecombineerde effect is veel groter dan verwacht, wijzen op synergetische effecten.

De onderzoekers ontdekten ook dat een bepaald gen dat wordt geassocieerd met ciliumontwikkeling specifiek reageert op gecombineerde stressoren. Cilia zijn de kleine draadachtige aanhangsels op het koraal die belangrijke functies vervullen (bijv. Afstoting en voeding van sediment) en ze zijn een essentieel onderdeel voor het overleven van koraal. Deze bevinding suggereert dat het vermogen van het koraal om zijn ciliaire structuren continu te behouden, kan worden beïnvloed wanneer hittestress wordt verergerd door sedimentatie.

Prof Todd zei:"De beschikbare kennis over genfuncties in koralen is momenteel zeer beperkt. De reeks genen die reageren op hitte en sediment die in dit werk wordt gerapporteerd, is een startpunt om hun functies beter te begrijpen. Dit is belangrijk voor het ontwikkelen van genetische markers die kunnen worden getarget om te controleren reacties van koralen op specifieke omgevingsstressomstandigheden."

In de volgende fase van hun onderzoek, het onderzoeksteam is van plan om de relaties tussen genexpressieniveaus van koraal en koraalfitness (bijv. verkalking, lipidenproductie) om een ​​beter begrip te krijgen van de functies die worden uitgevoerd door sleutelgenen in koralen. Dit is essentieel voor interventiestrategieën waarbij geselecteerde attributen in koralen worden verbeterd, zodat ze kunnen blijven overleven wanneer de omgevingsomstandigheden stressvoller worden.