《基因分型“芯片”技术可促进珊瑚保护工作》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2020-09-03
  • 美国宾州州立大学团队最近开发的基因分型“芯片”可以促进珊瑚保护工作。该芯片让研究人员能够通过基因鉴定珊瑚和生活在珊瑚细胞内的共生藻类,这是在珊瑚礁恢复工作中建立和维持遗传多样性的重要步骤。芯片及其附带的在线分析管道有助于使珊瑚生物多样性的遗传识别更容易。这项研究成果已发表在《科学报告》(Scientific Reports)杂志上。

    Acroporid珊瑚家族包含所有珊瑚家族中数量最多的不同物种,并且在加勒比海和太平洋中很常见。该芯片是使用加勒比海珊瑚设计的,但也可用于分析太平洋物种,并使研究人员能够鉴定出存在于珊瑚细胞中的共生藻类。

    该芯片也称为微阵列,使用超过3万个单核苷酸多态性(简称SNP)。它足够灵敏,可以使研究人员可靠地区分同一珊瑚物种内不同种系的成员。宾夕法尼亚州立大学生物学教授、研究团队负责人Iliana Baums提到,增加珊瑚礁遗传多样性的一种方法是确保它是由一个以上的个体组成的。由于礁石上的所有珊瑚都可能属于同一物种,因此重要的是找到一种可靠的方法来对其进行识别,而他们的芯片可以将其提供给该领域的研究人员。

    该芯片已授权给生产Affymetrix微阵列的Thermo Fisher Scientific公司,研究人员使用只需要将珊瑚样品发送到商业实验室即可。在实验室中,提取DNA并在芯片上运行,然后将所得数据返回给研究人员。然后,研究人员可以将数据文件上传到称为Acroporid基因分型标准工具(简称STAG)的在线分析管道中。在基于开源Web的Galaxy平台中的自定义“科学网关”中执行分析并维护数据。

    Baums提到,基于SNP芯片和STAG管线,可以帮助并确保世界各地的研究人员能够以标准化的方式从基因上鉴定珊瑚。科学门户网站中维护的数据库使研究人员可以比较样品、识别新的菌株并随时间追踪珊瑚的多样性。

    (傅圆圆 编译)

  • 原文来源:https://science.psu.edu/index.php/news/Baums8-2020
相关报告
  • 《国际海洋科学家联手促进珊瑚恢复 》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2019-02-11
    • 来自世界各地的科学家们正在共同努力,帮助大堡礁恢复并增强其抵御未来白化的能力。澳大利亚海洋科学研究所(AIMS)和美国珊瑚保护组织SECORE International已经合作开展一项重要实验,这是珊瑚礁全球计划的一部分。 截止目前,大堡礁经历了越来越频繁和严重的珊瑚白化现象。尽管世界遗产保护区是世界上管理最好的珊瑚礁生态系统之一,但气候变化正在加速珊瑚礁所面临的白化和其他威胁的影响,并超过了其自然适应的速度。 澳大利亚珊瑚礁恢复和适应计划(RRAP)负责人和AIMS战略与发展部执行主任David Mead表示,水温预计将继续上升,上升到对珊瑚造成巨大压力的水平。 珊瑚礁恢复技术提供了推进和改进现有技术以及开发新技术的机会。AIMS珊瑚生态学家Carly Randall博士提到,该合作项目旨在评估和比较一系列SECORE基板设计的性能,以及一些AIMS的形状设计,以供将来用于珊瑚修复。 在克利夫兰角大堡礁附近的国家海洋模拟器(National Sea Simulator)上,产卵、收集产卵、珊瑚定居和珊瑚宝宝最初的生长都是在原地进行的。这是一个独特的水族馆研究系统,也是AIMS设施的核心。SECORE的创始人兼执行董事Dirk Petersen表示,SECORE的珊瑚基质在珊瑚礁恢复合作的框架内发挥了重要作用。SECORE国际运营经理Aric Bickl表示,澳大利亚海洋科学研究所的国家海洋模拟器是一个独特的设施,使研究人员能够模拟特定的珊瑚礁状况、浊度和光照强度。他表示,几个水质参数也可以被调控,以重建珊瑚的自然环境。 正如预测的那样,11月23日满月过后几天,北昆士兰的珊瑚就开始大量繁殖。将珊瑚幼虫安置在不同的实验装置上的工作已经开始,预计到2019年3月,人工繁殖的基质或播种装置将被放置在珊瑚礁上。由SECORE科学家组成的团队将与AIMS的同事们一起,为这些年轻的珊瑚提供安全返回野外的途径。 (冯若燕 编译)
  • 《珊瑚播种促进大堡礁珊瑚礁恢复》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2022-03-03
    • 每年的11月至12月,随着南半球海水逐渐变暖,大堡礁珊瑚成熟期数以十亿计的珊瑚受精发育形成珊瑚虫的幼体,在几天到数周之后回到珊瑚礁定居并生长,形成新的珊瑚群。但是,由于只有小部分珊瑚能够长到一岁,科学家们正在探索新的方法,以提高在珊瑚幼虫的存活率,从而提高珊瑚礁的恢复速度。其中一种方法是“珊瑚播种”。珊瑚播种是一种修复技术,可以帮助恢复更多的珊瑚种群。科学家从大堡礁收集珊瑚礁精子和卵子,并在实验室完成受精和发育成幼小的珊瑚虫过程。在产卵后的5-10天内,幼虫会变成单个微小的小珊瑚。当珊瑚成熟后,再被送回礁石上。 珊瑚播种的关键组成部分是珊瑚播种装置,在设计中需要考虑许多因素,选择正确的装置材料和形状,将装置留在珊瑚礁上,保护幼年珊瑚免受食草动物和捕食者的伤害。此外,成本、尺寸、部署的方便性和自动化的适用性也很重要。研究人员正在调查用于制造播种装置的不同材料的性能,材料的选择都以环境可接受性、成本和制造的方便性为关键要求。 利用珊瑚播种作为干预措施的另一个关键因素是确定实施地点,同时,研究人员还需要找出珊瑚礁没有恢复的原因。对于那些珊瑚礁缺乏足够的天然的幼虫供应,或是由于幼虫附着在珊瑚礁的地区,采取珊瑚播种是一种很好的干预方式。确定好地点后,还需要确定播种设备设计以及最合适的珊瑚种类。 2021年初,研究人员在Keppel Islands岛上受白化影响的珊瑚礁上部署了大约300个设备,10个月后,惊讶地发现,超过90%的设备至少有一个活珊瑚虫,首次部署的存活率超过了预期。但要大规模地应用,还需要解决很多问题。像许多野生珊瑚后代一样,人工养殖珊瑚在第一年将面临许多困难和危险,包括鱼类、生活在珊瑚礁上的其他竞争性动植物以及过度生长的大型藻类等。通过更好地理解这些影响因素,科学家可以设计出不同类型的珊瑚播种装置,为幼虫生长提供保护。(张灿影 编译)