Journal of Tropical Oceanography ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (6): 13-26.doi: 10.11978/2023189CSTR: 32234.14.2023189
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HUANG Wen1,2(), FENG Yi1,2, LI Ming1,2, WU Qian1,2, LUO Yanqiu1,2, CHEN Yinmin1,2, WANG Lirong3, YU Kefu1,2,4(
)
Received:
2023-12-07
Revised:
2024-01-27
Online:
2024-11-10
Published:
2024-12-05
Contact:
YU Kefu
Supported by:
CLC Number:
HUANG Wen, FENG Yi, LI Ming, WU Qian, LUO Yanqiu, CHEN Yinmin, WANG Lirong, YU Kefu. A review on the population genetics of scleractinian corals[J].Journal of Tropical Oceanography, 2024, 43(6): 13-26.
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Tab. 1
The features of molecular marker technology and its application in corals"
标记类型 | DNA质量要求 | 基因组分布 | 多态性 | 技术 难度 | 可靠性 | 所用 时间 | 实验 成本 | 应用于珊瑚的情况 | 是否受虫黄藻 的影响 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
RFLP | 高 | 低拷贝编码序列 | 中等 | 高 | 较低 | 多 | 高 | 少 | 是 | Shearer et al, 董志军 等, |
RAPD | 低 | 整个基因组 | 较高 | 低 | 低 | 少 | 较低 | 少 | 是 | Féral, 2002 |
AFLP | 高 | 整个基因组 | 较高 | 中等 | 较高 | 较多 | 较高 | 较少 | 是 | Amar et al, |
SSR | 低 | 整个基因组 | 高 | 低 | 高 | 少 | 中等 | 多 | 否 | Alvarado-Cerón et al, 2023 |
β-Tubulin | 中 | 微管蛋白基因序列 | 高 | 低 | 中 | 少 | 中等 | 较少 | 否 | Goodbody-Gringley et al, |
mtDNA | 中 | 线粒体基因组 | 高 | 低 | 中 | 少 | 中等 | 较少 | 否 | 田鹏 等, |
ITS | 中 | 单位点 | 高 | 低 | 较高 | 少 | 中等 | 较多 | 否 | Zvuloni et al, Tisthammer et al, |
EST | 高 | 功能基因区 | 高 | 高 | 高 | 多 | 高 | 少 | 否 | Wang et al, Iguchi et al, |
SNP | 高 | 整个基因组 | 高 | 高 | 高 | 少 | 高 | 较多 | 否 | 边力 等, Alvarado-Cerón et al, |
Tab. 2
The results of population genetics on scleractinian corals in some typical marine areas"
地区 | 物种 | 形态 | 繁殖方式 | 研究地点 | 分子标记 | 主要结论 | 遗传结构影响因素 | 参考文献 | |
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澳大利亚 | 箭排孔珊瑚 Seriatopora hystrix | 分枝状 | 排幼 | 澳大利亚东部 | mtDNA、 SSR | 热带与亚热带群体间存在较大遗传分化 | 环境隔离 | Noreen et al, | |
鹿角杯形珊瑚 Pocillopora damicornis | 分枝状 | 排卵/排幼 | 大堡礁、澳大利亚西部 | SSR、 SNP | 高纬度的亚热带群体适应性进化能力有限 | 海流、 海表温度 | Torda et al, | ||
多孔鹿角珊瑚 Acropora millepora | 分枝状 | 排卵 | 大堡礁中部 | SNP | 群体间未发现明显的遗传结构。热休克共伴侣蛋白sacsin具有长期受到平衡选择的特征 | 幼虫扩散 能力 | Fuller et al, | ||
肾形陀螺珊瑚 Turbinaria reniformis | 叶片状 | 排卵 | 澳大利亚西部 | SNP | 热带与温带群体间存在较大遗传分化 | 海表温度 | Evans et al, | ||
茅枝鹿角珊瑚 Acropora aspera | 分枝状 | 排幼 | 澳大利亚西北部 | SNP | Kimberley群岛近岸的珊瑚群体与离岸群体在遗传结构上有较大差异 | 环境隔离 | Underwood et al, | ||
珊瑚三角区 | 箭排孔珊瑚 Seriatopora hystrix 多孔鹿角珊瑚 Acropora millepora | 分枝状 | 排幼 排卵 | 印尼 | SSR | 排幼型珊瑚的遗传分化水平较高, 而排卵型珊瑚的遗传分化水平较低 | 幼虫扩散 能力 | Van Der Ven et al, | |
伞房叶状珊瑚 Lobophyllia corymbosa | 团块状 | 排幼 | 印尼 | mtDNA | 苏拉威西南部和东部两个群体之间存在较高的连通性 | 海流 | Umar et al, | ||
柔枝鹿角珊瑚 Acropora tenuis | 分枝状 | 排卵 | 印尼、澳大利亚西部 | SSR | 印度尼西亚种群和澳大利亚群体间存在高度遗传分化 | 种群历史 分化 | Rosser et al, | ||
中华扁脑珊瑚 Platygyra sinensis | 团块状 | 排幼 | 新加坡、印尼 | SSR | 新加坡海峡对基因流的阻碍作用不明显 | 幼虫扩散 能力 | Tay et al, | ||
风信子鹿角珊瑚 Acropora hyacinthus 指形鹿角珊瑚Acropora digitifera | 分枝状 | 排卵 | 密克罗尼西亚群岛 | SSR | 各岛屿鹿角珊瑚群体之间的遗传距离与地理距离相关 | 距离隔离、有效种群 规模 | Davies et al, | ||
日本群岛 | 指形鹿角珊瑚 Acropora digitifera | 分枝状 | 排卵 | 日本西南部 | SSR、SNP | 当地边缘群体具有较高的遗传多样性, 对极端环境的耐受能力较强 | 幼虫扩散能力、种群历史扩张、海流 | Nakajima et al, | |
从生盔形珊瑚 Galaxea fascicularis | 团块状 | 排卵 | Nansei群岛 | mtDNA、 SSR | 在两种刺细胞形态中均发现显著遗传分化 | 幼虫扩散 能力 | Nakajima et al, | ||
风信子鹿角珊瑚 Acropora hyacinthus | 分枝状 | 排幼 | 日本群岛 | SNP | 温带谱系具有扩张至边缘地带的历史, 但遗传多样性相对亚热带谱系较低 | 海表温度、种群历史 扩张 | Fifer et al, | ||
红海 | 柱状珊瑚 Stylophora pistillata | 分枝状 | 排幼 | 红海北部 | ITS、 SNP | 遗传多样性从南到北呈下降趋势, 遗传分化显著 | 人类活动 | Zvuloni et al, | |
箭排孔珊瑚 Seriatopora hystrix | 分枝状 | 排幼 | 红海 | SSR | 群体间存在中等程度的遗传分化, 遗传距离与地理距离存在相关性 | 距离隔离 | Maier et al, | ||
疣状杯形珊瑚 Pocillopora verrucosa | 分枝状 | 排卵 | 红海 | SSR、S NP | 群体间没有发现遗传结构差异, 盐度和温度的差异没有对群体分化产生明显影响 | 幼虫扩散 能力 | Robitzch et al, | ||
加勒比海 | 多孔鹿角珊瑚 Acropora millepora | 分枝状 | 排卵 | 加勒比海 | SSR | 除波多黎各群体外, 总体的遗传多样性水平较低 | 距离隔离 | Mège et al, | |
Orbicella faveolata | 团块状 | 排卵 | 加勒比海 | mtDNA、 SSR | 加勒比海西南部、西部和东部的各群体间存在显著的遗传分化。应优先保护在遗传上特殊的群体 | 环境隔离、种群历史 扩张 | Rippe et al, | ||
Acropora cervicornis | 分枝状 | 排卵 | 佛罗里达 | SNP | 群体遗传多样性分布模式具有很强的空间差异 | 距离隔离、人类活动 | Drury et al, | ||
非洲东部 | 疣状杯形珊瑚 Pocillopora verrucosa | 分枝状 | 排卵 | 南非东部、莫桑比克 | SSR | 遗传多样性随纬度增加而降低, 两地群体间连通性较弱 | N/A | Ridgway et al, | |
柔枝鹿角珊瑚 Acropora tenuis | 分枝状 | 排卵 | 东非 | SSR | 肯尼亚和坦桑尼亚群体间存在较强的遗传连通性 | 幼虫扩散 能力、海流 | Van Der Ven et al, | ||
箭排孔珊瑚 Seriatopora hystrix | 分枝状 | 排幼 | 红海、西印度洋、东非 | ITS、 SSR | 红海、西印度洋以及东非沿岸群体间存在高度遗传分化 | 幼虫扩散能力、环境 隔离 | Van Der Ven et al, | ||
鹿角杯形珊瑚 Pocillopora damicornis | 分枝状 | 排卵/排幼 | 西印度洋、西南太平洋 | SSR | 西印度洋和热带西南太平洋的群体间存在高度遗传分化 | 距离隔离 | Gélin et al, | ||
太平洋 | 团块滨珊瑚 Porites lobata | 团块状 | 排卵 | 太平洋中部和东部 | ITS、 SSR | 群体间存在显著的遗传分化, 基因流受到阻碍作用 | 环境隔离、距离隔离 | Baums et al, | |
大西洋 | Montastraea cavernosa | 团块状 | 排卵 | 大西洋 | β-Tubulin、ITS、IGR | 大西洋的珊瑚群体可以划分为三个集群, 基因流在较大地理范围内受到限制 | 距离隔离、环境隔离 | Nunes et al, |
Tab. 3
Genetic characteristics of four dominant scleractinian corals in the South China Sea"
遗传特征 | 种类 | |||
---|---|---|---|---|
澄黄滨珊瑚 | 盾形陀螺珊瑚 | 疣状杯形珊瑚 | 丛生盔形珊瑚 | |
形态 | 块状 | 片状 | 枝状 | 块状 |
抗逆性 | 强 | 强 | 差 | 强 |
种群下降速度 | 慢 | 慢 | 快 | 快 |
繁殖方式 | 排卵 | 排卵 | 排幼 | 排卵 |
是否覆盖边缘群体 | 是 | 是 | 是 | 是 |
遗传多样性与遗传潜力 | 高 | 低 | 中 | 中 |
群体间分化程度 | 低 | 中 | 高 | 中 |
影响遗传结构的因素 | 海表温度、距离隔离、 种群历史扩张 | 海表温度、距离隔离、 人类活动 | 海表温度、敌害生物爆发、幼虫扩散能力差 | 海表温度、距离隔离、人类活动 |
保护优先级别 | 低 | 高 | 高 | 中 |
参考文献 | Huang et al, | Wu et al, | Li et al, | Huang et al, |
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