Published February 3, 2023
| Version v1
Publication
Open
Identification of quorum sensing-regulated Vibrio fortis as potential pathogenic bacteria for coral bleaching and the effects on the microbial shift
Creators
- 1. Huaqiao University
- 2. Fujian Institute of Oceanography
- 3. Ministry of Natural Resources
- 4. Al Azhar University
- 5. Ministry of Transport
Description
Coastal pollution, global warming, ocean acidification, and other reasons lead to the imbalance of the coral reef ecosystem, resulting in the increasingly serious problem of coral degradation. Coral bleaching is often accompanied by structural abnormalities of coral symbiotic microbiota, among which Vibrio is highly concerned. In this study, Vibrio fortis S10-1 (MCCC 1H00104), isolated from sea cucumber, was used for the bacterial infection on coral Seriatopora guttatus and Pocillopora damicornis. The infection of S10-1 led to coral bleaching and a significant reduction of photosynthetic function in coral holobiont, and the pathogenicity of V. fortis was regulated by quorum sensing. Meanwhile, Vibrio infection also caused a shift of coral symbiotic microbial community, with significantly increased abundant Proteobacteria and Actinobacteria and significantly reduced abundant Firmicutes; on genus level, the abundance of Bacillus decreased significantly and the abundance of Rhodococcus, Ralstonia, and Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia increased significantly; S10-1 infection also significantly impacted the water quality in the micro-ecosystem. In contrast, S10-1 infection showed less effect on the microbial community of the live stone, which reflected that the microbes in the epiphytic environment of the live stone might have a stronger ability of self-regulation; the algal symbionts mainly consisted of Cladocopium sp. and showed no significant effect by the Vibrio infection. This study verified that V. fortis is the primary pathogenic bacterium causing coral bleaching, revealed changes in the microbial community caused by its infection, provided strong evidence for the "bacterial bleaching" hypothesis, and provided an experimental experience for the exploration of the interaction mechanism among microbial communities, especially coral-associated Vibrio in the coral ecosystem, and potential probiotic strategy or QS regulation on further coral disease control.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يؤدي التلوث الساحلي والاحترار العالمي وتحمض المحيطات وأسباب أخرى إلى اختلال التوازن في النظام البيئي للشعاب المرجانية، مما يؤدي إلى مشكلة خطيرة بشكل متزايد تتمثل في تدهور الشعاب المرجانية. غالبًا ما يكون تبييض المرجان مصحوبًا بتشوهات هيكلية للميكروبات التكافلية المرجانية، ومن بينها الضمة التي تشعر بقلق بالغ. في هذه الدراسة، تم استخدام Vibrio fortis S10 -1 (MCCC 1H00104)، المعزول عن خيار البحر، للعدوى البكتيرية على Seriatopora guttatus المرجانية و Pocillopora damicornis. أدت عدوى S10 -1 إلى تبييض المرجان وانخفاض كبير في وظيفة التمثيل الضوئي في هولوبيونت المرجان، وتم تنظيم إمراض فورتيس من خلال استشعار النصاب القانوني. وفي الوقت نفسه، تسببت عدوى الضمة أيضًا في تحول المجتمع الميكروبي التكافلي المرجاني، مع زيادة كبيرة في وفرة البكتيريا البروتينية والبكتيريا الشعاعية وانخفاض كبير في وفرة الخلايا الصلبة ؛ على مستوى الجنس، انخفضت وفرة العصوية بشكل كبير وزادت وفرة رودوكوكوكس ورالستونيا وبوركهولديريا- كاباليريا- بارابوركولديريا بشكل كبير ؛ كما أثرت عدوى S10 -1 بشكل كبير على جودة المياه في النظام البيئي الدقيق. في المقابل، أظهرت عدوى S10 -1 تأثيرًا أقل على المجتمع الميكروبي للحجر الحي، مما يعكس أن الميكروبات في البيئة المشاشية للحجر الحي قد يكون لها قدرة أقوى على التنظيم الذاتي ؛ تتكون التكافلات الطحلبية بشكل أساسي من Cladocopium sp. ولم تظهر أي تأثير كبير بسبب عدوى الضمة. تحققت هذه الدراسة من أن V. fortis هي البكتيريا المسببة للأمراض الأولية التي تسبب تبييض المرجان، وكشفت عن تغييرات في المجتمع الميكروبي الناجم عن عدواها، وقدمت أدلة قوية على فرضية "التبييض البكتيري"، وقدمت تجربة تجريبية لاستكشاف آلية التفاعل بين المجتمعات الميكروبية، وخاصة الضمة المرتبطة بالشعاب المرجانية في النظام البيئي المرجاني، واستراتيجية بروبيوتيك المحتملة أو تنظيم QS على مزيد من السيطرة على أمراض المرجان.Translated Description (French)
La pollution côtière, le réchauffement climatique, l'acidification des océans et d'autres raisons entraînent le déséquilibre de l'écosystème des récifs coralliens, ce qui entraîne un problème de plus en plus grave de dégradation des coraux. Le blanchiment des coraux s'accompagne souvent d'anomalies structurelles du microbiote symbiotique corallien, parmi lesquelles Vibrio est très concerné. Dans cette étude, Vibrio fortis S10-1 (MCCC 1H00104), isolé du concombre de mer, a été utilisé pour l'infection bactérienne sur les coraux Seriatopora guttatus et Pocillopora damicornis. L'infection par S10-1 a entraîné un blanchiment des coraux et une réduction significative de la fonction photosynthétique chez l'holobionte corallien, et la pathogénicité de V. fortis a été régulée par la détection du quorum. Pendant ce temps, l'infection par Vibrio a également provoqué un déplacement de la communauté microbienne symbiotique corallienne, avec une augmentation significative des protéobactéries et des actinobactéries abondantes et une réduction significative des firmicutes abondantes ; au niveau du genre, l'abondance de Bacillus a diminué de manière significative et l'abondance de Rhodococcus, Ralstonia et Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia a augmenté de manière significative ; l'infection S10-1 a également eu un impact significatif sur la qualité de l'eau dans le micro-écosystème. En revanche, l'infection à S10-1 a montré moins d'effet sur la communauté microbienne de la pierre vivante, ce qui reflète que les microbes dans l'environnement épiphyte de la pierre vivante pourraient avoir une plus grande capacité d'autorégulation ; les symbiotes d'algues étaient principalement constitués de Cladocopium sp. et n'ont montré aucun effet significatif par l'infection à Vibrio. Cette étude a confirmé que V. fortis est la principale bactérie pathogène responsable du blanchiment des coraux, a révélé des changements dans la communauté microbienne causés par son infection, a fourni des preuves solides de l'hypothèse du « blanchiment bactérien » et a fourni une expérience expérimentale pour l'exploration du mécanisme d'interaction entre les communautés microbiennes, en particulier Vibrio associé aux coraux dans l'écosystème corallien, et une stratégie probiotique potentielle ou une régulation QS sur le contrôle ultérieur des maladies coralliennes.Translated Description (Spanish)
La contaminación costera, el calentamiento global, la acidificación de los océanos y otras razones conducen al desequilibrio del ecosistema de los arrecifes de coral, lo que resulta en el problema cada vez más grave de la degradación de los corales. El blanqueamiento de los corales suele ir acompañado de anomalías estructurales de la microbiota simbiótica de los corales, entre las que Vibrio está muy preocupado. En este estudio, se utilizó Vibrio fortis S10-1 (MCCC 1H00104), aislado de pepino de mar, para la infección bacteriana en coral Seriatopora guttatus y Pocillopora damicornis. La infección de S10-1 condujo al blanqueamiento del coral y a una reducción significativa de la función fotosintética en el holobionte de coral, y la patogenicidad de V. fortis fue regulada por la detección de quórum. Mientras tanto, la infección por Vibrio también causó un cambio en la comunidad microbiana simbiótica del coral, con un aumento significativo de las abundantes Proteobacterias y Actinobacterias y una reducción significativa de las abundantes Firmicutes; a nivel de género, la abundancia de Bacillus disminuyó significativamente y la abundancia de Rhodococcus, Ralstonia y Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia aumentó significativamente; la infección por S10-1 también afectó significativamente la calidad del agua en el microecosistema. Por el contrario, la infección por S10-1 mostró menos efecto en la comunidad microbiana de la piedra viva, lo que reflejó que los microbios en el entorno epífito de la piedra viva podrían tener una mayor capacidad de autorregulación; los simbiontes de algas consistían principalmente en Cladocopium sp. y no mostraron ningún efecto significativo por la infección por Vibrio. Este estudio verificó que V. fortis es la principal bacteria patógena que causa el blanqueamiento de los corales, reveló cambios en la comunidad microbiana causados por su infección, proporcionó una fuerte evidencia de la hipótesis del "blanqueamiento bacteriano" y proporcionó una experiencia experimental para la exploración del mecanismo de interacción entre las comunidades microbianas, especialmente Vibrio asociado al coral en el ecosistema de coral, y una posible estrategia probiótica o regulación de QS para un mayor control de las enfermedades de los corales.Files
pdf.pdf
Files
(6.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:db02cb56f135415bc187a9e0f389a457
|
6.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحديد الضمة المنظمة لاستشعار النصاب القانوني كبكتيريا مسببة للأمراض المحتملة لتبييض المرجان وتأثيرها على التحول الميكروبي
- Translated title (French)
- Identification de Vibrio fortis régulé par détection de quorum en tant que bactéries pathogènes potentielles pour le blanchiment des coraux et ses effets sur le changement microbien
- Translated title (Spanish)
- Identificación de Vibrio fortis regulado por detección de quórum como posible bacteria patógena para el blanqueamiento de corales y los efectos sobre el cambio microbiano
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4319161736
- DOI
- 10.3389/fmicb.2023.1116737
References
- https://openalex.org/W1949556124
- https://openalex.org/W1968206284
- https://openalex.org/W1972486414
- https://openalex.org/W1986088205
- https://openalex.org/W2008119892
- https://openalex.org/W2013080877
- https://openalex.org/W2022837070
- https://openalex.org/W2024787727
- https://openalex.org/W2035832464
- https://openalex.org/W2042361254
- https://openalex.org/W2052965711
- https://openalex.org/W2073377456
- https://openalex.org/W2085372140
- https://openalex.org/W2088833470
- https://openalex.org/W2097312856
- https://openalex.org/W2117285749
- https://openalex.org/W2121592635
- https://openalex.org/W2135865011
- https://openalex.org/W2138638805
- https://openalex.org/W2148884827
- https://openalex.org/W2152885278
- https://openalex.org/W2157107905
- https://openalex.org/W2256912136
- https://openalex.org/W2271473532
- https://openalex.org/W2300029141
- https://openalex.org/W2330697701
- https://openalex.org/W2346914105
- https://openalex.org/W2396160061
- https://openalex.org/W2532485457
- https://openalex.org/W2745626057
- https://openalex.org/W2791106591
- https://openalex.org/W2804780958
- https://openalex.org/W2807379571
- https://openalex.org/W2883382927
- https://openalex.org/W2887050167
- https://openalex.org/W2894109170
- https://openalex.org/W2900048861
- https://openalex.org/W2900559154
- https://openalex.org/W2902539101
- https://openalex.org/W2905369373
- https://openalex.org/W2908722155
- https://openalex.org/W2910138243
- https://openalex.org/W2936220680
- https://openalex.org/W2949389185
- https://openalex.org/W2951912016
- https://openalex.org/W2961556035
- https://openalex.org/W2974929746
- https://openalex.org/W2975414038
- https://openalex.org/W2995180247
- https://openalex.org/W3011758476
- https://openalex.org/W3011903235
- https://openalex.org/W3014225329
- https://openalex.org/W3040637243
- https://openalex.org/W3082706159
- https://openalex.org/W3082859504
- https://openalex.org/W3091385817
- https://openalex.org/W3153664958
- https://openalex.org/W3194135252
- https://openalex.org/W4221062784
- https://openalex.org/W4229932570
- https://openalex.org/W4293747325
- https://openalex.org/W4311378548