Mga Pagsusuri sa Genetic

Staghorn Corals sa Cane Bay, St. Croix. Larawan © Kemit-Amon Lewis / TNC

Ang isang pangunahing layunin ng pagsisikap sa pagpapahusay ng populasyon ay ang pagsiguro na ang pagbawi ng mga populasyon ng coral ay magkakaiba sa genetiko. Ang pagkuha ng mga genetic na indibidwal at pagsubaybay sa mga genotype ng korales sa mga nursery at sa pagluluto ay mahalaga para sa matagalang tagumpay ng pagsisikap sa pagsasauli at ang mga coral populasyon na naibalik. Ito ay lalong mahalaga para sa mga species ng coral na endangered o mababa ang abundance dahil malamang na sila ay may undergone genetic bottleneck kung saan dramatic pagkalugi ng coral colonies ay nabawasan ng isang pulutong ng mga genetic na materyal (na tinatawag na 'founder effect'). Samakatuwid, maraming mga mapagkukunan ay binuo upang matulungan ang mga practitioner ng kura sa pagpapanumbalik na bumuo ng pagtaas ng pagkakaiba-iba ng genetiko sa kanilang mga pinag-aralan at outplanted corals.

Kahulugan - tingnan ang Coral Genetics Research and Restoration webinar para sa karagdagang paglalarawan

  • Pagkakaiba-iba ng genetiko - Ang bilang ng iba't ibang mga alelasyon sa loob ng isang populasyon
  • Alleles - Mga alternatibong anyo ng isang gene na nanggaling sa pamamagitan ng mutasyon at matatagpuan sa parehong lugar sa isang kromosoma. Ang Alleles ay naiimpluwensyahan ng imigrasyon ng bagong allele mula sa ibang lugar sa populasyon at ang mutasyon ng mga genes sa mga bagong alleles
  • Pagkakaiba-iba ng genotypic - Ang bilang ng mga panggagaya o genetiko sa loob ng isang populasyon (dahil ang mga korales ay maaaring piraso, ang mga indibidwal na kolonya ay maaaring magkaroon ng parehong genotype at genetically identical)
  • Pagbabaan ng depensa - isang pagbawas sa fitness dahil sa isinangkot ng mga kamag-anak; ay maaaring magdulot ng mga rate ng fertility upang mabawasan at pagtaas ng sakit
  • Pagpapalabas ng depresyon - maaaring magresulta mula sa pagsasama sa pagitan ng mga nalalapit na may kaugnayan sa mga indibidwal o isinangkot sa pagitan ng mga indibidwal na Mahigpit na inangkop sa mga lokal na kondisyon; nagiging sanhi ng mas mababang fitness kaysa sa mga magulang, nagdudulot ng mga gene na magkasama na hindi gumagana nang magkakasama dahil sila ay mula sa iba't ibang mga kapaligiran
  • Mga founder effect - Binabawasan ang pagkakaiba-iba ng genetic kapag ang isang populasyon ay nagmula sa isang maliit na bilang ng mga naninirahan sa mga ninuno

Mga Pagkakataong Genetic na Nauugnay sa Panunumbalik

Ang genetic component ng pagpapanumbalik ay dapat palaging kinuha sa panahon ng mga gawain ng coral gardening dahil ang mga paraan ng pagpapahusay ng populasyon ay nakikinabang sa pagkawala ng pagkawala ng asekswal, na lumilikha ng maraming mga colonies na genetically identical (eg, clones). Kung maliit ang genetic diversity ay magagamit sa panahon ng pangingitlog para sa sekswal na pag-aanak, ang populasyon ay nasa panganib para sa inbreeding o iba pang mga genetic na panganib na humantong sa pinababang koral kalusugan at fitness. Ang artipisyal na pagdaragdag ng mga napiling mga genotype ay maaari ring bawasan ang pangkalahatang pagkakaiba-iba ng genetic ng ligaw na populasyon na naibalik.

Ang mga coral nursery ay maaari ring magdulot ng panganib sa pagkakaiba-iba ng genetiko sa pamamagitan ng paglalantad ng mga korales sa isang nobela o kinokontrol na kapaligiran na may mga kondisyon na maaaring hindi sulit para sa lahat ng mga genotype na itinatago sa nursery. Samakatuwid, ang mga kundisyong ito ay maaaring piliin ng artipisyal para sa ilang mga genetic na katangian, na nagreresulta sa labis na paggamit ng isang subset ng mga genotype na mahusay sa mga nursery.

Pagsasama ng Genetics sa Pagpapanumbalik

Ang mga praktikal na coral gardening ay dapat maghangad sa kultura at mag-outplant ng maraming mga genotype hangga't maaari. Sa pagkolekta ng mga korales, ang mga tagapagpatakbo ng nursery ay dapat maghangad na mangolekta ng mga fragment mula sa maraming mga lugar na nakahiwalay sa pisikal na posible upang madagdagan ang posibilidad na makakuha ng mga natatanging genotype para sa mga pagsisikap ng pagpapalaganap. Ang ilan sa mga paraan ng genetic ay umiiral din upang matulungan ang mga practitioner na malaman kung ang mga korales sa kanilang mga nursery ay iba't ibang mga genotype, pati na rin ang pagsukat ng pagkakaiba-iba ng genetiko, istraktura ng populasyon ng genetiko, inbreeding, outbreeding, at founder effect. Kabilang dito ang microsatellite marker at solong nucleotide polymorphisms (SNPs).

  • Mga marker ng microsatellite - pinag-aaralan ang mga bilang ng mga pares ng paulit-ulit na base sa isang allele
    • Gumagamit ng paglaki ng PCR
    • Mga benepisyo: may kakayahang umangkop sa bilang ng mga halimbawa na maaari mong patakbuhin, ang mga file ng data ay maliit at ang pagtatasa ng genetiko ay tapat
    • Maraming microsatellite marker na binuo para sa Caribbean corals at Symbiodinium
  • Ang Single nucleotide polymorphisms (SNPs) - pinag-aaralan ang isang solong base pair na pagbabago sa isang genome sequence
    • Gumagamit ng RAD-tag sequencing
    • Mga kakulangan: Mga file ng data ay malaki at nangangailangan ng pagtatasa ng kadalubhasaan sa programming, ang bioinformatics ay mahirap at nangangailangan ng ilang kadalubhasaan

Kung ilang mga colonies ang magagamit upang punan ang iyong nursery, hindi ito iminungkahing upang gamitin genetically depauperate coral fragments, na maaaring humantong sa karagdagang nabawasan genetic pagkakaiba-iba dahil sa mataas na selectivity sa nursery. Sa halip na ilipat ang mga coral colonies mula sa mga karagdagang coral reef site, pinapayuhan na ang mga practitioner ay maglipat ng mga coral gametes sa malalaking distansya, at dumaan sa proseso ng pagpapalaki ng mga korales mula sa yugto ng larva dahil malamang na magkaroon ng mas mahusay na survivorship. Muli, para sa gametes na kinokolekta, ang pag-aanak ng iba't ibang mga genotype ay mahalaga para sa pagpapanumbalik upang mabawasan ang pagkasakit ng depresyon at pagkamatay ng depresyon.

Ang mga practitioner ay dapat magpatuloy sa pagpapalaganap ng isang hanay ng mga coral genotypes hindi alintana kung ang isang genotype ay nagpapakita ng mataas o mababang produktibo sa loob ng mga nursery. Halimbawa, ang pagganap ng isang coral genotype sa loob ng isang nursery ay hindi laging mahuhulaan ang pagganap nito kapag outplanted, at ang mga genotype ay maaaring may malawak na iba't ibang mga rate ng paglago depende sa mga kondisyon ng kapaligiran. Ref Dahil sa natural na ecological trade-off sa paggamit ng mapagkukunan, ang mas mabagal na lumalagong mga genotype ay maaaring mas lumalaban sa mga kaguluhan tulad ng mainit na temperatura. Kung gayon, hindi dapat ipagwalang-bahala ng mga practitioner ang mga genotype na nakabatay sa ilalim ng iba pang mga genotype o pangkalahatang mga benchmark ng programa ng survivorship at paglago. Upang matukoy kung gaano iba't ibang mga genotype ang makatarungan sa iba't ibang mga kondisyon, pinapayuhan nito na subaybayan ng mga practitioner ang lahat ng mga genotype sa mga nursery at pagkatapos ng pagluluto, pati na rin sa iba't ibang mga kondisyon sa kapaligiran.

Sa pag-outplanting, ang mga practitioner ay dapat mag-outplant ng nursery-reared corals sa katulad na heyograpiko at kapaligiran kondisyon upang matiyak ang maximum na survivorship at fitness. Ang paglalagay ng maraming iba't ibang mga genotype sa malapit ay madaragdagan ang mga pagkakataon ng matagumpay na pagpaparami ng sekswal at pag-areglo ng larva na tutulong na makamit ang malawak na genotypic na pagkakaiba-iba.

(mula sa Johnson et al 2011)

(mula sa Johnson et al 2011)