ข้อพิจารณาทางพันธุกรรม

เป้าหมายสำคัญของความพยายามในการเพิ่มประชากรรวมถึงการทำให้มั่นใจว่าการฟื้นฟูประชากรปะการังมีความหลากหลายทางพันธุกรรม การได้รับบุคคลทางพันธุกรรมและการติดตามจีโนไทป์ของปะการังในเรือนเพาะชำและในระหว่างการปลูกเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความสำเร็จในระยะยาวของความพยายามฟื้นฟูและประชากรปะการังกำลังฟื้นฟู สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับปะการังชนิดที่ใกล้สูญพันธุ์หรือมีความอุดมสมบูรณ์ต่ำเนื่องจากพวกมันมีโอกาสได้ผ่านคอขวดทางพันธุกรรมที่การสูญเสียอย่างมากของอาณานิคมปะการังได้ลดจำนวนของสารพันธุกรรมจำนวนมาก (เรียกว่า ดังนั้นทรัพยากรจำนวนมากจึงถูกพัฒนาขึ้นเพื่อช่วยผู้ปฏิบัติงานฟื้นฟูปะการังสร้างความหลากหลายทางพันธุกรรมเพิ่มขึ้นในปะการังที่เพาะเลี้ยงและขยายพันธุ์

คำจำกัดความ - ดู การสัมมนาและสัมมนาการฟื้นฟูพันธุศาสตร์ปะการัง สำหรับคำอธิบายเพิ่มเติม

• ความหลากหลายทางพันธุกรรม - จำนวนอัลลีลที่แตกต่างกันภายในประชากร
• อัลลีล - รูปแบบทางเลือกของยีนที่เกิดจากการกลายพันธุ์และพบได้ในที่เดียวกันในโครโมโซม อัลลีลได้รับอิทธิพลจากการอพยพของอัลลีลใหม่จากที่อื่น ๆ ในประชากรและการกลายพันธุ์ของยีนไปสู่อัลลีลใหม่
• ความหลากหลายทางพันธุกรรม - จำนวนโคลนนิ่งหรือยีนภายในประชากร (เนื่องจากปะการังสามารถแยกส่วนอาณานิคมแต่ละกลุ่มสามารถมีจีโนไทป์เดียวกันและพันธุกรรมเหมือนกัน)
• ภาวะซึมเศร้าในสายเลือด - ลดความฟิตเนื่องจากการผสมพันธุ์ของญาติ สามารถทำให้อัตราการเกิดของประชากรลดลงและเพิ่มขึ้นในโรค
• โรคซึมเศร้า - อาจเป็นผลมาจากการผสมพันธุ์ระหว่างบุคคลที่เกี่ยวข้องอย่างห่างไกลหรือการผสมพันธุ์ระหว่างบุคคลที่ปรับให้เข้ากับสภาพท้องถิ่นอย่างมาก ทำให้การออกกำลังกายต่ำกว่าพ่อแม่นำยีนเข้าด้วยกันซึ่งทำงานได้ไม่ดีเพราะพวกมันมาจากสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน
• ผลกระทบของผู้ก่อตั้ง - ลดความหลากหลายทางพันธุกรรมเมื่อประชากรลงมาจากบรรพบุรุษที่เป็นอาณานิคมจำนวนน้อย

ความเสี่ยงทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับการฟื้นฟู

องค์ประกอบทางพันธุกรรมของการฟื้นฟูควรได้รับการพิจารณาในระหว่างกิจกรรมการทำสวนปะการังเพราะวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพของประชากรใช้ประโยชน์จากการกระจายตัวของเพศที่ไม่พึงประสงค์การสร้างอาณานิคมจำนวนมากที่มีความเหมือนกันทางพันธุกรรม (เช่นโคลน) หากมีความหลากหลายทางพันธุกรรมเพียงเล็กน้อยในระหว่างการวางไข่เพื่อการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศประชากรจะเสี่ยงต่อการผสมพันธุ์หรือความเสี่ยงทางพันธุกรรมอื่น ๆ ที่นำไปสู่สุขภาพและการออกกำลังกายที่ลดลงของปะการัง การเติมจีโนไทป์ที่เลือกไว้นั้นยังสามารถลดความหลากหลายทางพันธุกรรมโดยรวมของประชากรป่าที่ถูกเรียกคืน

เรือนเพาะชำปะการังอาจมีความเสี่ยงต่อความหลากหลายทางพันธุกรรมโดยการเปิดโปงปะการังสู่สภาพแวดล้อมที่แปลกใหม่หรือมีการควบคุมด้วยเงื่อนไขที่อาจไม่เหมาะสมสำหรับยีนทุกชนิดที่เก็บไว้ในเรือนเพาะชำ ดังนั้นเงื่อนไขเหล่านี้สามารถเลือกลักษณะทางพันธุกรรมบางอย่างผิด ๆ ไปซึ่งส่งผลให้เกิดการใช้จีโนไทป์มากเกินไปในเรือนเพาะชำ

ผสมผสานพันธุศาสตร์เข้ากับการฟื้นฟู

ผู้ปฏิบัติสวนในแนวปะการังควรตั้งเป้าไปที่วัฒนธรรมและการปลูกฝังจีโนไทป์ให้ได้มากที่สุด ในการรวบรวมปะการังผู้ประกอบการอนุบาลควรตั้งเป้าหมายที่จะรวบรวมเศษซากจากบริเวณแนวปะการังที่แยกออกจากร่างกายมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อเพิ่มโอกาสในการได้รับจีโนไทป์ที่เป็นเอกลักษณ์สำหรับการเผยแพร่ มีวิธีการทางพันธุกรรมหลายอย่างที่ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานตรวจสอบว่าปะการังในเรือนเพาะชำมีจีโนไทป์ต่างกันหรือไม่รวมถึงการวัดความหลากหลายทางพันธุกรรมโครงสร้างประชากรทางพันธุกรรมการผสมพันธุ์ เหล่านี้รวมถึงเครื่องหมายไมโครแซทเทลไลท์และ polymorphisms นิวคลีโอไทด์เดี่ยว (SNPs)

• เครื่องหมายไมโครแซทเทลไลต์ - วิเคราะห์จำนวนคู่ฐานซ้ำในอัลลีล
  • ใช้การขยาย PCR
  • ประโยชน์: มีความยืดหยุ่นในจำนวนตัวอย่างที่คุณสามารถเรียกใช้ไฟล์ข้อมูลมีขนาดเล็กและการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมนั้นตรงไปตรงมา
  • ไมโครแซทเทลไลท์มาร์กเกอร์จำนวนมากได้รับการพัฒนาสำหรับปะการังในแคริบเบียนและ Symbiodinium
• Single nucleotide polymorphisms (SNPs) - วิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงพื้นฐานคู่เดียวในลำดับจีโนม
  • ใช้การจัดลำดับ RAD-tag
  • ข้อเสีย: ไฟล์ข้อมูลมีขนาดใหญ่และการวิเคราะห์ต้องใช้ความเชี่ยวชาญด้านการเขียนโปรแกรมชีวสารสนเทศมีความท้าทายและต้องการความเชี่ยวชาญ

หากมีอาณานิคมเพียงไม่กี่แห่งในเรือนเพาะชำของคุณไม่แนะนำให้ใช้ชิ้นส่วนปะการังที่เสื่อมสภาพทางพันธุกรรมซึ่งอาจนำไปสู่ความหลากหลายทางพันธุกรรมที่ลดลงเนื่องจากการคัดเลือกสูงในเรือนเพาะชำ แทนที่จะย้ายอาณานิคมของปะการังจากแหล่งปะการังเพิ่มเติมขอแนะนำให้ผู้ปฏิบัติงานย้าย gametes ปะการังข้ามระยะทางขนาดใหญ่และผ่านกระบวนการของการเลี้ยงปะการังจากระยะ larval เนื่องจากพวกเขาน่าจะรอดชีวิตดีกว่า อีกครั้งสำหรับ gametes ที่เก็บรวบรวมการสืบพันธุ์จีโนไทป์ที่แตกต่างกันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการฟื้นฟูเพื่อลดภาวะซึมเศร้าและการแพร่กระจายของโรคซึมเศร้า

ผู้ปฏิบัติงานควรเผยแพร่พันธุ์จีโนไทป์ต่อเนื่องโดยไม่คำนึงว่าจีโนไทป์แสดงผลผลิตสูงหรือต่ำในเรือนเพาะชำ ยกตัวอย่างเช่นการทำงานของปะการังพันธุ์ในสถานรับเลี้ยงเด็กไม่ได้คาดการณ์ประสิทธิภาพการทำงานของมันเสมอเมื่อปลูกและจีโนไทป์อาจมีอัตราการเติบโตที่แตกต่างกันอย่างกว้างขวางขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม อ้าง เนื่องจากการแลกเปลี่ยนทางนิเวศวิทยาตามธรรมชาติในการใช้ทรัพยากรจีโนไทป์ที่เติบโตช้ากว่าอาจทนต่อสิ่งรบกวนเช่นอุณหภูมิที่อบอุ่น ดังนั้นผู้ปฏิบัติงานไม่ควรเพิกเฉยจีโนไทป์ที่อยู่ต่ำกว่าจีโนไทป์อื่นหรือเกณฑ์มาตรฐานของโปรแกรมโดยรวมเกี่ยวกับการรอดชีวิตและการเติบโต ในการพิจารณาว่าจีโนไทป์ที่แตกต่างกันนั้นมีความยุติธรรมในสภาวะที่แตกต่างกันอย่างไรผู้ปฏิบัติงานควรติดตามจีโนไทป์ทั้งหมดในเรือนเพาะชำและหลังการปลูกรวมทั้งระหว่างสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน

ในการปลูกผู้ปฏิบัติงานควรปลูกปะการังเลี้ยงในสถานเลี้ยงเด็กในสภาพภูมิประเทศและสภาพแวดล้อมที่คล้ายคลึงกันเพื่อให้แน่ใจว่ามีผู้รอดชีวิตและสมรรถภาพสูงสุด การปลูกฝังจีโนไทป์จำนวนมากในบริเวณใกล้เคียงจะช่วยเพิ่มโอกาสในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและการจับตัวอ่อนซึ่งจะช่วยให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรมของไซต์

(จาก Johnson และคณะ 2011)