珊瑚复原力的遗传学

在每一种动植物的种群中，都有抵抗疾病的独特个体。一个重要的问题是，从研究这些个体可以获得什么样的基因见解。就珊瑚而言，其中许多主要由于疾病的爆发而濒临区域灭绝，关于耐药个体的信息有可能防止生态系统的崩溃。相关报告根据鹿角珊瑚的基因组测序结果在佛罗里达和巴拿马感染疾病的人口，他们确定了与耐药性相关的基因变异。这些变体可用于确定有复原力的种群，用于珊瑚的恢复工作。这一点很重要，因为气候变化和疾病爆发继续阻碍许多现有的恢复方案取得长期成功。

在过去50年里，在全球范围内建设珊瑚礁的数量出现了前所未有的下降，其惊人的生物多样性和对生态系统功能的贡献悬而未决。鹿角珊瑚在从佛罗里达延伸到整个加勒比地区的整个地理范围内，都经历了广泛的下降。区域死亡肢囊物种始于20世纪70年代末，因为海洋变暖、飓风和白带病。

为了防止种群和生态系统崩溃，科研者们正在进行大规模的努力，以恢复枯竭珊瑚礁内的珊瑚。为了做到这一点，每年在佛罗里达的珊瑚礁中，数以万计的珊瑚碎片(布罗德斯托克)被种植在珊瑚苗圃中，然后被运送到珊瑚礁底物上(被种植)。一个主要的恢复计划预测数十万到数百万的珊瑚需要被移出，才能在仅仅70英亩的土地上恢复适当的珊瑚覆盖(~0.3公里) 2 ) ，鹿角珊瑚是最常见的种植品种，因为它生长迅速，易于在水下繁殖。然而，持续的疾病爆发，再加上持续不断的气候变化和飓风，使这些恢复特别是在佛罗里达州内的恢复努力遭受重大挫折。白带病对这些珊瑚来说仍然是一个重大威胁，而且由于其遗传结构在很大程度上是无性繁殖的。

相关报告在全基因组范围内对混合基因组组进行了联合研究。 鹿角珊瑚来自佛罗里达(苗圃珊瑚)和巴拿马(野生珊瑚)。科研人员确定了七个染色体上的73个单核苷酸多态性(SNPS)与耐药性相关，并利用这些数据计算了耐药性的多基因评分。在与耐药性相关的SNPS中，有4个导致了已知在免疫和与耐药性相关的其他途径中发挥作用的基因的可识别的蛋白编码变化。这些基因的识别不仅突出了潜在的耐药途径，而且还提供了对珊瑚免疫反应至关重要的过程的信息。

相关报告还指出恢复目标物种对疾病耐药性的生物标记是促进干预措施所需的研究类型，这些干预措施将鼓励恢复的珊瑚种群在人口一级的复原力。实际上，采用旨在克服疾病和气候风险的干预战略，可能是继续进行恢复工作的唯一途径，望能产生长期效果。长期以来，只注重鼓励恢复种群内的遗传多样性，而不经过深思熟虑地整合抵抗性状，以促进人口和社区一级的复原力，这将不足以在珊瑚健康面临前所未有的人为威胁的情况下促进长期恢复。

为了在保持遗传多样性的同时创造更多的耐药变异，必须采用诸如遗传抗性性状的选择性育种或基因编辑工具等技术。到目前为止，在重要的生命历史特征，如耐热性、生长、存活和抵抗疾病之间很少达到权衡。此外，珊瑚疾病是宿主、微生物群和环境之间的一种复杂的相互作用；因此，任何在宿主中发现的抗药性都需要与这些其他因素的贡献一起加以考虑。

佛罗里达和巴拿马人群抗疾病适应性多基因变异的鉴定表明整个加勒比地区都存在抗药性遗传变异，这为极度濒危物种的持续存在带来了希望。这一新的信息是否会被用来制定更有用的疾病管理战略，并将其保护和恢复工作列为优先事项，因此也必须努力保护这些珊瑚礁。

来源：Science