NUS marina ekologer har upptäckt förändringar i genuttrycket hos koraller som utsätts för kortvarig värme- och sedimentstress, vilket ger kritiska insikter för effektivare revhanteringsstrategier.

Korallsamhällen står inför ett större miljötryck på grund av effekterna av den globala uppvärmningen. De som ligger i kustvatten i nära anslutning till land utsätts ofta för andra påfrestande förhållanden, såsom ökade sedimentationshastigheter på grund av landbaserade aktiviteter. Korallernas förmåga att reagera på olika miljöstressfaktorer är fortfarande inte klarlagd. Även om transkriptomikbaserad forskning fokuserad på en enda variabel som värme har förbättrat förståelsen för korallers förmåga att reagera på miljöförändringar, flera samtidigt förekommande stressfaktorer i marina system har understuderats.

Prof Peter Todd och Dr Rosa Celia Poquita-Du från Institutionen för biologiska vetenskaper, NUS har studerat effekterna av två stora stressfaktorer på koraller (värme och sediment) utvunna från tre revplatser bland Singapores södra öar. Studien involverade ett ex situ-experiment (~3 veckor), molekylärt labbarbete, och bioinformatik som tog ungefär ett år att slutföra. De har upptäckt att exponering av Pocillopora acuta-koraller för kortvarig värme och sedimentstress orsakar en betydande förändring i deras genuttrycksmönster. De fann att värmestress är den främsta drivkraften som orsakar dessa förändringar i genuttryck, snarare än sedimentstress. Dock, i närvaro av både värme- och sedimentstressorer, den kombinerade effekten är mycket större än förväntat, indikerar synergistiska effekter.

Forskarna fann också att en viss gen som är associerad med ciliumutveckling reagerar specifikt på kombinerade stressorer. Cilia är de små trådliknande bihangen på korallen som utför viktiga funktioner (t.ex. sedimentavstötning och matning) och de är en väsentlig komponent för korallens överlevnad. Detta fynd tyder på att korallens förmåga att kontinuerligt behålla sina ciliära strukturer kan påverkas när värmestress förvärras av sedimentering.

Prof Todd sa, "Den tillgängliga kunskapen om genfunktioner i koraller är för närvarande mycket begränsad. Sviten av gener som svarar på värme och sediment som rapporteras i detta arbete är en utgångspunkt för att bättre förstå deras funktioner. Detta är viktigt för att utveckla genetiska markörer som kan riktas mot att övervaka korallers svar på specifika miljöstressförhållanden."

I nästa fas av sin forskning, forskargruppen planerar att undersöka sambandet mellan korallgenexpressionsnivåer och korallkondition (t.ex. tillväxt, förkalkning, lipidproduktion) för att få en bättre förståelse för de funktioner som utförs av nyckelgener i koraller. Detta är väsentligt för interventionsstrategier som involverar förbättring av utvalda egenskaper hos koraller så att de kan fortsätta att överleva när miljöförhållandena blir mer stressande.