Pertimbangan Genetik

Staghorn Corals di Cane Bay, St. Croix. Foto © Kemit-Amon Lewis / TNC

Satu matlamat utama usaha peningkatan populasi termasuk memastikan pemulihan populasi karang secara genetik. Mendapatkan individu genetik dan menjejaki genotip karang di taska dan semasa tanam adalah penting untuk kejayaan jangka panjang usaha pemulihan dan populasi karang dipulihkan. Ini amat penting untuk spesies karang yang terancam atau rendah kerana banyak kemungkinan telah mengalami kekurangan genetik di mana kehilangan dramatik koloni karang telah mengurangkan banyak bahan genetik (dipanggil 'kesan pengasas'). Oleh itu, beberapa sumber telah dibangunkan untuk membantu pengamal pemulihan karang membina kepelbagaian genetik yang meningkat di karang mereka yang berbudaya dan terurai.

Definisi - melihat Webinar Penyelidikan dan Pemulihan Genetik Coral untuk keterangan lanjut

  • Kepelbagaian genetik - bilangan alel berbeza dalam populasi
  • Alleles - bentuk alternatif gen yang timbul oleh mutasi dan terdapat di tempat yang sama pada kromosom. Alleles dipengaruhi oleh imigrasi alel baru dari tempat lain di mana populasi dan mutasi gen menjadi alel baru
  • Kepelbagaian genotypic - bilangan klon atau genetik dalam populasi (kerana batu karang boleh serpihan, koloni individu boleh mempunyai genotip yang sama dan genetik identik)
  • Kemurungan inbreeding - pengurangan kecergasan disebabkan pengambilan saudara-mara; boleh menyebabkan kadar kesuburan menurun dan peningkatan dalam penyakit
  • Kemurungan brek - boleh disebabkan oleh perkawinan antara individu yang jauh terkait atau kawin antara individu yang sangat disesuaikan dengan kondisi setempat; menyebabkan kecergasan yang lebih rendah daripada ibu bapa, membawa gen bersama-sama yang tidak berfungsi dengan baik kerana mereka dari persekitaran yang berbeza
  • Kesan pengasas - Mengurangkan kepelbagaian genetik apabila populasi diturunkan dari sebilangan kecil nenek moyang

Risiko genetik yang berkaitan dengan Pemulihan

Komponen genetik pemulihan harus selalu diambil kira semasa aktiviti berkebun karang kerana kaedah peningkatan populasi memanfaatkan pemecahan aseksual, mewujudkan banyak koloni yang identik secara genetik (misalnya, klon). Sekiranya sedikit kepelbagaian genetik boleh didapati semasa pembiakan untuk pembiakan seksual, penduduk berisiko untuk pembiakan atau risiko genetik yang lain yang mengakibatkan kesihatan dan kesihatan berkaroma berkurangan. Penambahan tiruan genotip terpilih juga boleh mengurangkan kepelbagaian genetik keseluruhan populasi liar yang sedang dipulihkan.

Pembiakan karang juga boleh menimbulkan risiko kepelbagaian genetik dengan mengekspos karang ke alam semula jadi atau terkawal dengan syarat-syarat yang mungkin tidak optimum untuk semua genotip yang disimpan di tapak semaian. Oleh itu, syarat-syarat ini boleh memilih secara artifisikal untuk ciri-ciri genetik tertentu, yang menyebabkan terlalu banyak subset genotip yang berfungsi dengan baik di tapak semaian.

Menggabungkan Genetik ke Pemulihan

Pengamal berkebun karang harus menargetkan kebudayaan dan terobosan sebagai genotipe sebanyak mungkin. Dalam mengumpul batu karang, pengendali tapak semaian harus berhasrat untuk mengumpulkan serpihan dari banyak kawasan karang yang terpisah secara fizikal yang mungkin untuk meningkatkan kemungkinan mendapatkan genotip unik untuk usaha penyebaran. Kaedah genetik juga wujud untuk membantu pengamal menentukan sama ada karang di tapak semaiannya adalah genotip yang berbeza, serta mengukur kepelbagaian genetik, struktur populasi genetik, pembiakan, pembiakan, dan pengasas. Ini termasuk penanda mikrosatelit dan polimorfisme nukleotida tunggal (SNP).

  • Penanda mikrosatelit - menganalisis bilangan pasangan asas ulangan dalam alel
    • Menggunakan amplifikasi PCR
    • Faedah: fleksibel dalam jumlah sampel yang boleh anda jalankan, fail data kecil dan analisis genetik langsung
    • Banyak penanda mikrosatelit telah dibangunkan untuk karang Caribbean dan Symbiodinium
  • Polimorfisme nukleotida tunggal (SNP) - menganalisis satu pasangan asas perubahan dalam urutan genom
    • Menggunakan urutan tag RAD
    • Kelemahan: Fail data besar dan analisis memerlukan kepakaran pengaturcaraan, bioinformatik mencabar dan memerlukan kepakaran

Sekiranya sedikit koloni tersedia untuk mengisi tapak semaian anda, ia tidak disyorkan untuk menggunakan serpihan karang yang tidak genetik secara genetik, yang boleh menyebabkan kepelbagaian genetik dikurangkan disebabkan oleh pemilihan di tapak semaian yang tinggi. Daripada menggerakkan tanah jajahan karang dari tapak terumbu karang yang lain, dinasihatkan para pengamal memindahkan gamet terumbu karang ke seluruh jarak jauh, dan menjalani proses penyemburan batu karang dari peringkat larva kerana mereka mungkin akan mendapat hidup lebih baik. Sekali lagi, untuk gamet yang dikumpulkan, pembiakan genotip yang berbeza adalah penting untuk pemulihan untuk mengurangkan kemerosotan inbreeding dan kemerosotan pembiakan.

Pengamal harus terus menyebarkan pelbagai genotipe karang tanpa mengira sama ada genotip memaparkan produktiviti yang tinggi atau rendah dalam taska. Sebagai contoh, prestasi genotip karang di dalam tapak semaian tidak selalu meramalkan prestasinya apabila terpesona, dan genotip mungkin mempunyai kadar pertumbuhan yang berbeza-beza bergantung kepada keadaan persekitaran. ref Oleh kerana penggunaan ekologi secara semula jadi dalam penggunaan sumber, genotipe yang semakin perlahan mungkin lebih tahan terhadap gangguan seperti suhu panas. Oleh itu, pengamal tidak sepatutnya mengabaikan genotip yang berada di bawah genotip lain atau tanda aras program keseluruhan bagi survivor dan pertumbuhan. Untuk menentukan jenis genotip yang berbeza dalam keadaan yang berbeza, adalah dinasihatkan bahawa para pengamal mengesan semua genotip di tapak semaian dan selepas tanam, serta semasa keadaan persekitaran yang berbeza.

Di tanam, para pengamal perlu mengabaikan karang yang dipelihara di tapak semaian dalam keadaan geografi dan alam sekitar yang sama untuk memastikan ketahanan dan kecergasan maksimum. Menanam beberapa jenis genotip yang berbeza dalam jarak dekat akan meningkatkan peluang pembiakan seksual yang berjaya dan penyelesaian larva yang akan membantu mencapai kepelbagaian genotypic seluruh tapak.

(dari Johnson et al 2011)

(dari Johnson et al 2011)