珍珠蚌用淡水养还是盐水养，如何确保珠蚌的繁殖和圈养繁殖的遗传完整性
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文 | 独言
编辑 | 独言
确保遗传完整性，在以保护为导向的圈养繁殖计划中至关重要，将幼鱼释放到野外，对于濒临灭绝的淡水珍珠蚌等物种尤其如此。
欧洲已经建立了许多圈养繁殖设施。
本研究的核心目的，是比较来自奥地利、法国、卢森堡和德国五个不同繁殖设施的 29 个圈养淡水珍珠蚌队列的遗传构成，以及它们基于微卫星标记的来自欧洲九个主要排水区的14 个原始来源种群。
人工繁殖的贻贝，代表了11个不同的遗传簇，表明繁殖站对确保该物种的遗传多样性做出了重要贡献。
在几乎所有情况下，培养的后代都非常类似于源贻贝的遗传构成，正如STRUCTURE分析所揭示的那样，以及后代对原始源种群的普遍高分配。
大多数圈养繁殖队列的近亲繁殖系数增加，遗传变异性降低，与源种群相比，由 A 测量R和 HO畸形幼鱼数量最多，H含量非常低O<0.05。
由于圈养育种中遗传多样性的侵蚀在个别年份队列中最为明显，因此多年长期育种可以将这种影响降至最低。
系统地选择优先种群进行保护，有效的育种策略通过遗传知情选择亲本个体来避免近亲繁殖和近亲繁殖的影响，以及不同育种设施之间的合作网络，对于提高复原力和有效性将非常有用。
介绍淡水生物多样性在全球范围内呈下降趋势，淡水贻贝是受影响最严重的生物分类群之一，最受关注的物种之一是淡水珍珠蚌，它同时满足指标、梯形、旗舰和伞形物种的标准。
淡水珍珠蚌的年龄可以达到 100 多年，并且具有特殊的生命周期，涉及寄生在鱼类宿主上的生命阶段，该寄主可以是大西洋鲑鱼 、褐鳟鱼 ，或在欧洲种群中两者兼而有之。
珍珠蚌栖息地的退化，主要与幼年珍珠蚌挖洞的河床间隙空间的淤积和堆积有关，导致整个欧洲范围内的许多珍珠蚌种群缺乏补充和严重下降。
由于河床的恢复需要考虑整个集水区和自然流动力学的恢复，此方法既耗时又昂贵；与此同时，许多珍珠蚌种群已经超龄，预计在不久的将来会灭绝。
宿主鱼免疫系统生理与温度有关，不同负荷密度的贻贝幼虫对宿主游泳性能的影响以及寄生期的持续时间以及从宿主到贻贝的相关营养转移，所有这些都在寄生阶段对贻贝有潜在的选择性影响。
在随后的寄生后（即幼年）阶段，种群来源和环境条件、食物数量以及水和沉积物质量，但也改变了培养系统和清洁制度，被发现影响生存和生长。一般来说，在幼鱼达到第一毫米之前，死亡率最高。
为了充分利用淡水贻贝繁殖和恢复的最新进展，需要考虑育种过程中的遗传影响，并对正在进行的育种活动进行客观评估，但仍然缺乏。
淡水贻贝养殖设施的技术优化，这些信息可用于确定最合适的圈养繁殖技术，以最大限度地保留贻贝的遗传进化潜力。
因此，本研究的核心目的是分析来自欧洲不同繁殖设施的人工繁殖淡水珍珠蚌的遗传构成，并将其遗传多样性和分化与原始种群进行比较。这些作为亲本贻贝和人工繁殖幼鱼的来源，已经或打算被释放到同一溪流中。
具体而言，我们假设育种工作适合于确保圈养繁殖贻贝的遗传特性，如原始种群和圈养幼鱼之间的低遗传分化所表明的那样，在圈养繁殖期间珍珠蚌的遗传变异性不会降低。
研究设计
我们的研究设计基于天然淡水珍珠蚌种群的种群遗传参数和在专业繁殖站繁殖的相应幼鱼队列的比较。我们的抽样制度包括了来自四个欧洲国家（德国、奥地利、卢森堡、法国）的五个设施。
采样和 DNA 提取：
我们按照Geist&Kuehn的方法从成年个体和青少年的足组织中收集了40-100μL总壳长超过30毫米的血淋巴。16.这种取样技术对取样后立即活体返回原址的贻贝无害。0 至 5 岁且总壳长在 < 1 毫米至约 1 厘米之间的幼鱼因其体积小而使用整个个体进行采样。还注意到幼年贻贝的明显变形。
将血淋巴转移到1.7mL Eppendorf管中，而将幼鱼保持在装满水的容器中。两者都在4°C下冷却，随后被运送到德国慕尼黑工业大学的实验室。通过将血淋巴以14.000g离心5分钟并丢弃上清液来制备用于DNA提取的样品，而将幼鱼转移到单独的反应管中。
为了确保组织的有效裂解，使用金属探针在反应管内粉碎最小的个体，或使用一个带有粘附组织的壳阀。然后，根据制造商的组织样品方案，使用NucleoSpin组织试剂盒从细胞沉淀和幼鱼中分离基因组DNA，并在80 μLBE缓冲液中洗脱。
为了确保各个泳道之间和凝胶之间的等位基因评分一致，每个泳道包含两个内部尺寸标准品42以及两个独立泳道中的 11 种尺寸标准品和一个先前基因分型的参考样品。
结果遗传完整性
在五个调查的养殖设施中进行的圈养繁殖工作，被发现代表了淡水珍珠蚌遗传分化的多样性，总体而言，使用ΔK方法将2个基因簇确定为最有可能的结果。
在几乎所有情况下，养殖的后代都与源贻贝的遗传构成非常相似，这从结构分析中可以看出，后代对原始源种群的分配普遍很高。
在29例病例中的4-5例中，发现25%分配给原始人群，在29例病例中的86例中，超过2%的个体被正确分配。否则，种群的分配水平较低，这些种群的遗传变异性值通常极低，并且由于用于繁殖的少量妊娠亲体贻贝的可用性有限，预计会产生漂移效应。
DAPC的结果与结构分析的结果一致，并根据每个采样个体的多位点基因型频率的颜色代码，以图形方式说明了源贻贝和圈养贻贝之间的遗传差异。
在某些情况下，非常高的F圣与原始种群相比，单年后代队列之间的值高达0.638是显而易见的。在大多数情况下，这些明显的差异在不同的年份队列中并不一致，特别是在圈养繁殖情况下，每年在野外收集来自妊娠贻贝的格洛奇迪亚，以侵扰养殖设施中的宿主鱼类，并且这些来源贻贝每年都不同。
讨论圈养繁殖在鱼类种群中的价值和有用性一直存在很大争议以及淡水贻贝圈养繁殖工作的增加，特别是在淡水珍珠蚌中，因此有必要批判性地反思这些措施。
我们的研究首次分析了 29 个圈养繁殖的淡水珍珠蚌年度队列，并与考虑四个不同欧洲国家的原始流种群的遗传构成进行了比较。
育种努力代表了野生种群遗传多样性的广泛但不是完整的范围，并且似乎是一种有价值的工具，可以至少部分确保处于灭绝边缘的种群的遗传和进化潜力，直到栖息地恢复的努力取得成功并且种群设法在野外充分招募。
研究结果还说明了遗传监测在圈养育种中的有用性，以识别遗传特性方面遗传构成的改变以及遗传变异性的降低。
大多数繁殖站都集中在利用当地鱼类种群从附近种群中生产幼鱼，这项研究的结果表明，在这些育种工作中代表的11个不同的遗传簇表明，这种方法似乎在考虑欧洲种群之间遗传分化的总体显着程度方面普遍有用,以及淡水珍珠蚌及其宿主的共同进化遗传模式。
一个主要的挑战在于在同一饲养设施中同时饲养多个种群和年份队列，这总是存在混合不同种群的一定风险。在这项研究中的一个饲养设施中也怀疑存在这种混淆，遗传分析为验证后代并将其重新分配给野外的正确来源种群提供了强有力的工具。
尽管这是一个罕见的事件，但确保在圈养繁殖的贻贝被释放到野外之前验证它们的完整性通常是有用的，特别是在源种群尚未灭绝的情况下。
目前，大多数繁殖站依靠不同的方式从野外收集亲本贻贝或幼虫，而不是完全维持一套亲本贻贝和寄主鱼。由于这些繁殖站的主要目标是生产幼年贻贝，而且在寻找足够数量的妊娠雌贝、处理贻贝幼虫和寄主鱼侵扰方面存在许多时间紧迫的限制。
因此通常没有时间记录确切的程序和方法，例如收集的亲本贻贝和贻贝的数量，以及个别寄主鱼类侵扰和其他养殖商品。所有这些都可能影响后代的遗传构成。
这些限制，以及本研究中考虑的珍珠蚌来源种群的非常不同的遗传背景，使我们无法系统地将某些遗传效应与各自育种方法的特定属性联系起来。
尽管如此，这项研究的结果表明，收集美国许多州和联邦育种站经常采用的此类信息将非常有用。如果无法实现这一点，那么至少应该每年交换雌性，并且单个雌性的后代不应在每个重新引入地点使用超过一次。
此外，对任何圈养繁殖对种群遗传构成的影响的现实评估不应着眼于单个队列，而应着眼于随着时间的推移的累积影响。
虽然这项研究的结果显示，一些年度队列的遗传多样性和近亲繁殖迹象相当低，但在比较不同年份的队列结果时，通常会观察到明显的差异。
这种差异可以用妊娠贻贝的不同可用性以及不同的侵扰、和养殖成功来解释。
对于像玛格丽特玛格丽特拉这样的长寿物种来说尤其如此，其繁殖期超过80年，让不同年龄的几代人共同繁衍后代。
尽管如此，在大多数圈养繁殖源种群中也观察到极低的遗传多样性值表明，通过圈养育种拯救遗传优秀种群的实际努力应该在小有效种群规模的遗传变异性受到侵蚀之前开始。
对于已经遭受遗传多样性丧失的种群，建议根据个人选择标本来收集glochidia，重点是最能代表原始种群剩余基因库的个体。
此外，在任何育种工作中，避免可能的选择和漂移效应都是有用的。因此，对于淡水珍珠蚌，必须使用完整而多样的鱼类宿主，并避免仅导致少数标本的鱼类品系。
人工繁殖的幼年珍珠蚌应被释放到野外的年龄和大小仍然存在争议。更强的适应能力以及饲养设施中遗传侵蚀和死亡的风险较低，都表明要尽早释放。
在这项研究中，较老和较大的贻贝比年轻贻贝更具抵抗力的Colmated Stream Bed和其他不利的栖息地条件，以及与年轻群体相比，老年群体的遗传变异性没有降低，以及饲养设施存活率的不断提高，明确表明，与这些群体一起放养也是一种可行的选择。
淡水珍珠蚌的有效保护，可能取决于栖息地恢复和有效的圈养繁殖的结合，以随着时间的推移拯救遗传上独特的种群；因此，将科学发现整合到物种的生态和保护遗传学中可能是最成功的。
鉴于对淡水珍珠蚌在整个欧洲和北美分布中的遗传构成的充分了解以及该物种的大量且不断增加的繁殖设施，一种更系统的循证保护和恢复方法可以推荐。
这种办法还应包括系统地选择优先种群进行保护，有效的育种战略，通过遗传知情选择亲本个体来避免近亲繁殖和远交的影响，以及不同设施之间的合作网络。