大西洋海底热液口甲壳类与共生微生物相互作用的分子机制研究

The hydrothermal vent is one of the best amazing extreme environments on Earth. In spite of darkness, high temperature/pressure, as well as being full of harmful materials, incredible bio-communities thrive here. Compared to photosynthesis as sources of matter and energy on global surface and shallow oceans, communities of hydrothermal vents are based on chemosynthesis leaded by autotrophic microorganisms, which often form special symbiosis with large vent animals. This project will focus on the Atlantic hydrothermal vent eyeless shrimp Rimicaris exoculata and its episymbionts. We will reconstruct the comprehensive compositional structure revealed by the next-generation sequencing. Meanwhile, we will analyze (meta)transcriptomics of the host and symbionts, to identify important functional host genes, and key metabolic pathways involved in symbiont activities. Functions of key molecules can be tested by our in vitro/in vivo systems. Our purpose is to reveal the network of interaction between the hydrothermal vent crustacean and symbionts, and to find out universality and specificity of this kind of symbiosis. Our findings will shed light on elucidation of origin and evolution of special life styles at hydrothermal vents.

海底热液口是地球上最为独特的极端环境之一，尽管黑暗、高温、高压以及充满着有毒物质，然而极为丰富的生物群落在这里繁衍生息。与地表和浅海以光合作用作为物质和能量供应基础不同，热液口生物群落基于自养微生物的化能合成作用，而这些自养菌又常常会和大型动物形成一种特殊的共生方式。本项目以大西洋海底热液口甲壳类（大西洋盲虾）及其共生微生物作为研究对象，利用二代测序技术分析其共生微生物群落的多样性，并且通过宿主和共生菌mRNA（宏）转录组的分析，发掘出宿主适应热液口环境和共生发生的重要功能基因，以及共生微生物重要特征性代谢途径，并通过活性检测系统鉴定其中关键分子的特殊性质，以揭示海底热液口甲壳类与共生微生物之间相互作用的分子网络机制，以及这种共生方式在热液口环境乃至整个生物圈存在的普遍性和特殊性。本项目将为阐明海底热液口特殊生命形式起源和进化的分子机制提供重要线索。

海底热液口是地球上最为独特的极端环境之一，尽管黑暗、高温、高压以及充满着有毒物质，然而极为丰富的生物群落在这里繁衍生息。与地表和浅海以光合作用作为物质和能量供应基础不同，热液口生物群落基于自养微生物的化能合成作用，而这些自养菌又常常会和大型动物形成一种特殊的共生方式。本项目以大西洋海底热液口甲壳类（大西洋盲虾）及其共生微生物作为研究对象，利用二代测序技术分析其共生微生物群落的多样性，并且通过宿主和共生菌mRNA（宏）转录组的分析，发掘出宿主适应热液口环境和共生发生的重要功能基因，以及共生微生物重要特征性代谢途径，并通过活性检测系统鉴定其中关键分子的特殊性质，以揭示海底热液口甲壳类与共生微生物之间相互作用的分子网络机制，以及这种共生方式在热液口环境乃至整个生物圈存在的普遍性和特殊性。本项目为阐明海底热液口特殊生命形式起源和进化的分子机制提供了重要线索。