Host transcriptomic plasticity and photosymbiotic fidelity underpin $Pocillopora$ acclimatization across thermal regimes in the Pacific Ocean - CEA - Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives
Article Dans Une Revue Nature Communications Année : 2023

Host transcriptomic plasticity and photosymbiotic fidelity underpin $Pocillopora$ acclimatization across thermal regimes in the Pacific Ocean

Eric J Armstrong (1, 2, 3) , Julie Lê-Hoang (1, 2) , Quentin Carradec (1, 2) , Jean-Marc Aury (2, 4) , Benjamin Noel (2, 4) , Benjamin C C Hume (5) , Christian R Voolstra (5) , Julie Poulain (2, 1) , Caroline Belser (2, 4) , David A Paz-García (6) , Corinne Cruaud (7) , Karine Labadie (1, 2) , Corinne da Silva (4, 2) , Clémentine Moulin (8) , Emilie Boissin (3) , Guillaume Bourdin (9) , Guillaume Iwankow (3) , Sarah Romac (2, 10) , Sylvain Agostini (11) , Bernard Banaigs (3) , Emmanuel Boss (9) , Chris Bowler (2, 12) , Colomban de Vargas (13) , Eric Douville (14, 15) , Michel Flores (16) , Didier Forcioli (17, 18) , Paola Furla (17, 18) , Pierre E Galand (19) , Eric Gilson (17, 20, 21) , Fabien Lombard (22, 2) , Stéphane Pesant (23) , Stéphanie Reynaud (18) , Matthew B Sullivan (24) , Shinichi Sunagawa (25) , Olivier P Thomas (26) , Romain Troublé (27, 28) , Rebecca Vega Thurber (29) , Didier Zoccola (18) , Serge Planes (3) , Denis Allemand (18) , Patrick Wincker (2, 1)
1 UMR 8030 - Génomique métabolique
2 GOSEE - Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
3 CRIOBE - Centre de recherches insulaires et observatoire de l'environnement
4 LBGB - Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité
5 Universität Konstanz
6 CONACYT-CIBNOR - Centro de Investigaciones Biologicas del Noroeste [Mexico]
7 GENOSCOPE - Genoscope - Centre national de séquençage [Evry]
8 Fondation Tara Ocean
9 University of Maine
10 SBR - Station biologique de Roscoff = Roscoff Marine Station
11 Shimoda Marine Research Center
12 IBENS - Institut de biologie de l'ENS Paris
13 ADMM - Adaptation et diversité en milieu marin
14 LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
15 GEOTRAC - Géochrononologie Traceurs Archéométrie
16 Weizmann Institute of Science [Rehovot, Israël]
17 IRCAN - Institut de Recherche sur le Cancer et le Vieillissement
18 LIA ROPSE - Laboratoire International Associé Réponse des Organismes et Populations face au Stress Environnemental - Université Côte d’Azur - Centre Scientifique de Monaco
19 LECOB - Laboratoire d'Ecogéochimie des environnements benthiques
20 CHU Nice - Centre Hospitalier Universitaire de Nice
21 OncoAge - FHU OncoAge - Pathologies liées à l’âge [CHU Nice]
22 LOV - Laboratoire d'océanographie de Villefranche
23 EMBL-EBI - European Bioinformatics Institute [Hinxton]
24 OSU - The Ohio State University [Columbus]
25 Institute of Microbiology and Swiss Institute of Bioinformatics
26 Microbiology, School of Biological and Chemical Sciences, University of Galway, Ireland
27 Tara Expéditions
28 Tara Ocean Foundation
29 OSU - Oregon State University
Eric J Armstrong
Génomique métabolique
Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
Centre de recherches insulaires et observatoire de l'environnement
Julie Lê-Hoang
Génomique métabolique
Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
Quentin Carradec
Génomique métabolique
Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
Jean-Marc Aury
Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité
CV
Benjamin Noel
Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité
Benjamin C C Hume
Universität Konstanz
Christian R Voolstra
Universität Konstanz
Julie Poulain
Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
Génomique métabolique
Caroline Belser
Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité
CV
David A Paz-García
Centro de Investigaciones Biologicas del Noroeste [Mexico]
Corinne Cruaud
Genoscope - Centre national de séquençage [Evry]
Karine Labadie
Génomique métabolique
Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
Corinne da Silva
Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité
Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
Clémentine Moulin
  • Fonction : Auteur
Fondation Tara Ocean
Emilie Boissin
Centre de recherches insulaires et observatoire de l'environnement
Guillaume Bourdin
University of Maine
Guillaume Iwankow
  • Fonction : Auteur
Centre de recherches insulaires et observatoire de l'environnement
Sarah Romac
Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
Station biologique de Roscoff = Roscoff Marine Station
Sylvain Agostini
Shimoda Marine Research Center
Bernard Banaigs
  • Fonction : Auteur
Centre de recherches insulaires et observatoire de l'environnement
Emmanuel Boss
University of Maine
Chris Bowler
Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
Institut de biologie de l'ENS Paris
CV
Colomban de Vargas
Adaptation et diversité en milieu marin
CV
Eric Douville
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
Géochrononologie Traceurs Archéométrie
CV
Michel Flores
Weizmann Institute of Science [Rehovot, Israël]
Didier Forcioli
Institut de Recherche sur le Cancer et le Vieillissement
Laboratoire International Associé Réponse des Organismes et Populations face au Stress Environnemental - Université Côte d’Azur - Centre Scientifique de Monaco
Paola Furla
Institut de Recherche sur le Cancer et le Vieillissement
Laboratoire International Associé Réponse des Organismes et Populations face au Stress Environnemental - Université Côte d’Azur - Centre Scientifique de Monaco
Pierre E Galand
Laboratoire d'Ecogéochimie des environnements benthiques
Eric Gilson
Institut de Recherche sur le Cancer et le Vieillissement
Centre Hospitalier Universitaire de Nice
FHU OncoAge - Pathologies liées à l’âge [CHU Nice]
Fabien Lombard
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
CV
Stéphane Pesant
  • Fonction : Auteur
European Bioinformatics Institute [Hinxton]
Stéphanie Reynaud
Laboratoire International Associé Réponse des Organismes et Populations face au Stress Environnemental - Université Côte d’Azur - Centre Scientifique de Monaco
Matthew B Sullivan
The Ohio State University [Columbus]
Shinichi Sunagawa
Institute of Microbiology and Swiss Institute of Bioinformatics
Olivier P Thomas
  • Fonction : Auteur
Microbiology, School of Biological and Chemical Sciences, University of Galway, Ireland
Romain Troublé
Tara Expéditions
Tara Ocean Foundation
Rebecca Vega Thurber
Oregon State University
Didier Zoccola
Laboratoire International Associé Réponse des Organismes et Populations face au Stress Environnemental - Université Côte d’Azur - Centre Scientifique de Monaco
Serge Planes
  • Fonction : Auteur
Centre de recherches insulaires et observatoire de l'environnement
Denis Allemand
Laboratoire International Associé Réponse des Organismes et Populations face au Stress Environnemental - Université Côte d’Azur - Centre Scientifique de Monaco
Patrick Wincker
Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
Génomique métabolique
CV

Résumé

Heat waves are causing declines in coral reefs globally. Coral thermal responses depend on multiple, interacting drivers, such as past thermal exposure, endosymbiont community composition, and host genotype. This makes the understanding of their relative roles in adaptive and/or plastic responses crucial for anticipating impacts of future warming. Here, we extracted DNA and RNA from 102 $Pocillopora$ colonies collected from 32 sites on 11 islands across the Pacific Ocean to characterize host-photosymbiont fidelity and to investigate patterns of gene expression across a historical thermal gradient. We report high host-photosymbiont fidelity and show that coral and microalgal gene expression respond to different drivers. Differences in photosymbiotic association had only weak impacts on host gene expression, which was more strongly correlated with the historical thermal environment, whereas, photosymbiont gene expression was largely determined by microalgal lineage. Overall, our results reveal a three-tiered strategy of thermal acclimatization in $Pocillopora$ underpinned by host-photosymbiont specificity, host transcriptomic plasticity, and differential photosymbiotic association under extreme warming.

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Soumis le : mercredi 26 juillet 2023-17:37:43

Dernière modification le : jeudi 12 décembre 2024-03:46:52

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cea-04171796 , version 1 (26-07-2023)

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Paternité

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Citer

Eric J Armstrong, Julie Lê-Hoang, Quentin Carradec, Jean-Marc Aury, Benjamin Noel, et al.. Host transcriptomic plasticity and photosymbiotic fidelity underpin $Pocillopora$ acclimatization across thermal regimes in the Pacific Ocean. Nature Communications, 2023, 14, pp.3056. ⟨10.1038/s41467-023-38610-6⟩. ⟨cea-04171796⟩

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