在低分化系统中由热环境差异显著的亲本选择育种的珊瑚幼体中保守的转录组热胁迫响应特征

基于热历史来源的溯源分析可为来自不同礁区珊瑚的选择育种中亲本种群的选择提供指导，并已被提出作为增强气候韧性的一种干预措施。然而，由此产生的后代对热胁迫的响应所依据的遗传和分子机制，尤其是在早期生活史阶段，仍然知之甚少。 在本研究中，我们通过对历史上较温暖的 Martin Reef 与较凉爽的 Davies Reef 的亲本群体进行杂交，获得了 Acropora tersa 的幼体和新附着个体，并评估了礁内杂交与礁间杂交对遗传多样性及热胁迫下转录响应的影响。全基因组范围的单核苷酸多态性分析显示，Martin Reef 与 Davies Reef 的亲本群体仅表现出较弱的遗传分化（FST ≡ 0.008），且二者具有相当的杂合度；所有幼体后代组亦表现出相似的杂合度。对暴露于热胁迫（32°C，持续36天）的新附着个体进行转录组分析表明，礁内与礁间后代组均激活了保守的胁迫响应通路，并在所有后代组中检测到7个不依赖于基因型的热响应基因。差异表达与富集分析显示，防御、蛋白质稳态、细胞内运输和代谢过程被诱导，而生长与信号传导相关功能受到抑制，这与A型珊瑚广义胁迫响应一致。 综合来看，这些发现表明，在低分化系统中，基于热历史来源信息的选择育种所带来的收益可能有限；而对亲本种群进行有针对性的预筛选，或有助于捕获与生态修复应用相关的功能性遗传变异。

基于热历史溯源的信息可以指导从不同礁区选择用于珊瑚选择育种的亲本群体，并且已被提出作为增强气候韧性的一种干预措施。然而，由此产生的子代对热胁迫的响应所依赖的遗传和分子机制，尤其是在早期生活史阶段，仍然知之甚少。

在本研究中，我们通过对历史上较温暖的 Martin Reef 与较凉爽的 Davies Reef 的亲本群体进行杂交，获得了 Acropora tersa 的幼虫和新生定殖体，并评估了礁内及礁间杂交对遗传多样性和热胁迫转录响应的影响。全基因组单核苷酸多态性分析表明，Martin Reef 与 Davies Reef 的亲本群体之间仅存在较弱的分化（FST = 0.008），且二者表现出相当的杂合度，所有幼虫子代组也同样如此。对暴露于热胁迫条件（32°C，持续36天）的新生定殖体进行转录组分析显示，礁内及礁间的所有子代组均激活了保守的胁迫响应通路，并在所有子代组中检测到7个不依赖基因型的热响应基因。差异表达与富集分析表明，防御、蛋白质稳态、细胞内运输和代谢过程被诱导，而与生长和信号传导相关的功能受到抑制，这与A型广义珊瑚胁迫响应一致。

总体而言，这些发现表明，在低分化系统中，基于热历史溯源信息的选择育种所带来的益处可能有限，而对亲本群体进行有针对性的预筛选，或有助于捕捉与生态恢复应用相关的功能性遗传变异。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.23.733312v1?rss=1

🏷️ 珊瑚选择育种 热胁迫响应 转录组分析 遗传分化 幼体发育