《Ecology and Evolution》：Concordant Patterns of Population Genetic Structure and Symbiont Communities in a Broadcasting Spawning Coral Along a Western Australian Fringing Reef
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本研究通过简化基因组测序和DNA元条形码技术，揭示了造礁珊瑚Acropora cf. tenuis及其共生虫黄藻群落沿宁格鲁海洋公园的精细空间遗传结构。研究发现珊瑚宿主呈现显著的隔离距离（IBD）模式，遗传邻域范围达50公里，而共生体群落以枝孢藻属（Cladocopium）为主且遵循相似的IBD规律。尽管个体水平宿主遗传多样性与共生体多样性无显著关联，但二者在站点水平的空间分化模式显著相关，表明沿岸礁系统中珊瑚与共生体的连通性受相同生物地理因素驱动。该成果为珊瑚礁保护区的空间规划提供了关键科学依据。
引言
珊瑚礁生态系统的连通性直接影响扰动后的恢复能力和长期稳定性。对于造礁珊瑚而言，珊瑚宿主与其共生的虫黄藻共同决定了珊瑚的恢复力。本研究以西澳大利亚宁格鲁海洋公园和穆伊隆群岛管理区的Acropora cf. tenuis为研究对象，通过分析158个珊瑚样本的遗传数据和共生体群落，探讨了珊瑚宿主和共生虫黄藻在300公里岸礁系统中的精细空间连通性模式。
方法
样本采集与位点划分
沿宁格鲁海洋公园14个采样点收集珊瑚样本，根据该区域海洋流特征划分为三个区域：埃克斯茅斯湾（含穆伊隆群岛和邦德吉礁）、克利奥特角以北和以南区域。每个站点沿250米样线采集20个地理参照的珊瑚样本，间距至少2米。
基因组与共生体分析
采用简化基因组测序技术获得全基因组单核苷酸多态性数据，经过严格过滤后保留5368个高质量位点。共生虫黄藻群落通过ITS2区域DNA元条形码技术分析，使用SymPortal平台识别定义性基因组内变异序列类型。
统计分析
通过主成分分析、贝叶斯聚类、判别分析等方法评估群体遗传结构。使用隔离距离检验、空间自相关分析基因流模式。共生体群落差异通过Bray-Curtis距离矩阵和PERMANOVA进行量化。采用Mantel检验分析宿主遗传分化与共生体群落组成的相关性。
结果
珊瑚宿主遗传多样性
所有采样点显示稳定的遗传多样性模式，基因多样性为0.237-0.246，观测杂合度为0.149-0.163。弗里德曼检验表明站点间存在显著差异，但成对比较仅少数站点达到显著水平。
空间遗传结构
贝叶斯聚类分析支持K=2为最佳群体数量，克利奥特角南北站点呈现明显遗传分化。判别分析显示遗传差异随距离增加而增大，全局遗传分化指数FST=0.0047。分子方差分析显示区域间变异占总变异的0.92%，区域内站点间变异为0.18%。隔离距离检验显示显著相关性，空间自相关分析表明遗传邻域范围延伸至50公里。
共生体群落特征
共生体群落以枝孢藻属为主，鉴定出194个DIV类型和12个ITS2型谱。优势型谱为C21/C3相关类型，占样本的79.3%。站点间共生体多样性差异显著，香农指数和DIV丰富度均呈现由北向南递增趋势。PERMANOVA显示区域间和区域内站点间共生体组成存在显著差异，且与地理距离显著相关。
宿主-共生体关联
个体水平分析显示宿主杂合度与共生体多样性无显著相关性。站点水平分析发现宿主遗传分化与共生体群落差异呈显著正相关，表明二者受相同空间因素驱动。这种关联在北部站点显著，而南部站点不显著。
讨论
研究发现宁格鲁珊瑚存在以克利奥特角为界的遗传结构屏障，这与该区域大陆架变窄引起的海洋环流模式变化相符。珊瑚宿主和共生体群落均呈现显著的隔离距离模式，表明扩散遵循步石模型。共生体群落以广布型枝孢藻属为主，但南部站点显示更高的多样性，可能与生境异质性有关。宿主遗传分化与共生体组成的空间一致性表明，二者受共同生物地理因素驱动而非局部适应。研究结果为岸礁保护区网络设计提供了科学依据，建议以50-100公里间距设立保护区间隔以维持遗传连通性。未来需结合海洋环流模型和幼虫追踪技术，预测气候变化对珊瑚连通性的影响。
作者贡献与资助
Shannon L. Duffy负责课题设计、数据分析和论文撰写；W. Jason Kennington参与概念构建和数据分析；Zoe T. Richards提供样本鉴定；Luke Thomas负责项目指导和资源协调。研究受西澳大利亚大学、澳大利亚海洋科学研究所和Minderoo基金会资助，并获皇家西澳大利亚学会等多个机构支持。
