遺傳考慮因素

Staghorn珊瑚在甘蔗灣,聖克羅伊。 照片©Kemit-Amon Lewis / TNC

人口增加工作的一個主要目標包括確保恢復珊瑚種群具有遺傳多樣性。 獲取遺傳個體並追踪苗圃和外植期間珊瑚的基因型對於恢復工作和恢復珊瑚種群的長期成功至關重要。 這對於瀕臨滅絕或豐富度低的珊瑚物種尤為重要,因為它們可能已經經歷了遺傳瓶頸,珊瑚群落的大量減少已經減少了大量的遺傳物質(稱為“創始效應”)。 因此,已經開發了若干資源來幫助珊瑚恢復從業者增加其養殖和種植珊瑚的遺傳多樣性。

定義 - 看到 珊瑚遺傳學研究和恢復網絡研討會 進一步說明

  • 遺傳多樣性 - 人口中不同等位基因的數量
  • 等位基因 - 通過突變產生的基因的替代形式,並且發現在染色體上的相同位置。 等位基因受到來自群體其他地方的新等位基因移植以及基因突變為新等位基因的影響
  • 基因型多樣性 - 群體中克隆或基因的數量(因為珊瑚可以碎片化,個體菌落可以具有相同的基因型並且在遺傳上相同)
  • 近交衰退 - 因親屬交配導致健康狀況下降; 可導致生育​​率下降和疾病增加
  • 遠交抑鬱症 - 可以由遠緣相關個體之間的交配或強烈適應當地條件的個體之間的交配產生; 導致健康狀況低於父母,將基因組合在一起,因為它們來自不同的環境
  • 方正效果 - 當人口來自少數殖民祖先時,遺傳多樣性減少

遺傳風險與恢復相關

在珊瑚園藝活動中應始終考慮恢復的遺傳組成部分,因為種群增強方法利用無性碎片,創造了許多遺傳相同的菌落(例如克隆)。 如果在有性生殖的產卵過程中幾乎沒有遺傳多樣性,那麼該種群就有可能導致近親繁殖或其他導致珊瑚健康和健康降低的遺傳風險。 人工添加選定的基因型也可以減少正在恢復的野生種群的總體遺傳多樣性。

珊瑚苗圃也可能通過將珊瑚暴露於新的或受控的環境中而使其具有遺傳多樣性的風險,所述環境的條件對於保存在苗圃中的所有基因型可能不是最佳的。 因此,這些條件可以人為地選擇某些遺傳性狀,導致過度使用在苗圃中表現良好的基因型子集。

將遺傳納入恢復

珊瑚園藝從業者應該致力於盡可能多地培養和外植多種基因型。 在收集珊瑚時,苗圃經營者應該盡可能地從盡可能多的物理上分開的珊瑚礁區域收集碎片,以增加獲得傳播努力的獨特基因型的可能性。 還存在許多遺傳方法來幫助從業者確定其苗圃中的珊瑚是否是不同的基因型,以及測量遺傳多樣性,遺傳群體結構,近親繁殖,近親繁殖和創始人效應。 這些包括微衛星標記和單核苷酸多態性(SNP)。

  • 微衛星標記 - 分析等位基因中重複鹼基對的數量
    • 使用PCR擴增
    • 優點:您可以運行的樣本數量靈活,數據文件很小,遺傳分析很簡單
    • 已經為加勒比珊瑚和珊瑚開發了許多微衛星標記 共生
  • 單核苷酸多態性(SNPs) - 分析基因組序列中的單鹼基對變化
    • 使用RAD標籤排序
    • 缺點:數據文件很大,分析需要編程專業知識,生物信息學具有挑戰性,需要一些專業知識

如果沒有足夠的菌落可以填充您的苗圃,則不建議使用遺傳性萎縮的珊瑚碎片,由於苗圃的高選擇性,這可能導致遺傳多樣性進一步降低。 不要將珊瑚群從其他珊瑚礁地點移走,而是建議從業者將珊瑚配子遠距離移動,並從幼蟲階段開始飼養珊瑚,因為它們可能會有更好的生存能力。 同樣,對於收集的配子,育種不同的基因型對於恢復以減少近交衰退和遠交抑鬱是重要的。

無論基因型是否在苗圃中顯示高或低生產力,從業者應繼續繁殖一系列珊瑚基因型。 例如,苗圃內珊瑚基因型的表現並不總能預測其在種植時的表現,並且基因型根據環境條件可能具有廣泛不同的生長速率。 文獻 由於資源利用的自然生態平衡,生長緩慢的基因型可能更能抵抗諸如溫暖的溫度等乾擾。 因此,從業者不應忽視排名低於其他基因型或生存和生長的整體計劃基準的基因型。 為了確定不同基因型在不同條件下的公平性,建議從業者跟踪苗圃和種植後以及不同環境條件下的所有基因型。

在種植過程中,從業者應該在類似的地理和環境條件下對托兒所飼養的珊瑚進行外植,以確保最大的生存和健康。 近距離種植許多不同的基因型將增加成功的有性繁殖和幼蟲定居的機會,這將有助於實現整個地點的基因型多樣性。

(來自Johnson等人2011)

(來自Johnson等人2011)