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Nested analysis of genetic diversity in northwestern North American char, Dolly Varden (Salvelinus malma) and bull trout (Salvelinus confluentus)

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Abstract:

Partitioning within-species genetic diversity is fundamental to conservation of the bioheritage, current viability, and evolutionary potential of individual taxa. We conducted a hierarchical analysis of genetic diversity in Dolly Varden (Salvelinus malma) and bull trout (Salvelinus confluentus) involving analysis of hybrid zones between Dolly Varden and bull trout, analysis of phylogenetic structure within species across their native ranges using mitochondrial DNA, and a microsatellite DNA survey of population subdivision of bull trout within single watersheds. Our analyses documented hybridization and some introgression between Dolly Varden and bull trout across a geographically widespread zone of secondary contact between the two species. Both species were subdivided into two major mtDNA lineages, and one lineage in Dolly Varden may have arisen through introgression with bull trout. Bull trout have low levels of microsatellite diversity within populations, but there was substantial interpopulation variation in allele frequencies. Allele frequency distributions suggested that recent, severe bottlenecks occur frequently in bull trout populations. Our results illustrate partitioning of genetic variation at distinct levels of biological organization (species, phylogeographic lineages, local populations), and we address how such nested variation is fundamental to conservation of biodiversity.

La compartimentation de la diversité génétique intraspécifique est une opération essentielle pour la conservation de l'héritage biologique, de la viabilité actuelle et du potentiel évolutif de taxons particuliers. Nous avons procédé à une analyse hiérarchique de la diversité génétique de la Dolly Varden (Salvelinus malma) et de l'Omble à tête plate (Salvelinus confluentus) qui comprend une étude des zones d'hybrides entre les deux espèces, une analyse basée sur l'ADN mitochondrial de la structure phylogénétique des espèces sur toute leur répartition géographique d'origine et un inventaire des microsatellites de l'ADN dans les subdivisions de populations de l'Omble à tête plate à l'intérieur de bassins hydrographiques particuliers. Nos analyses révèlent l'existence d'hybridation et d'introgression dans une large zone géographique de contact secondaire entre les deux espèces. Chacune des espèces se divise en deux lignées principales d'après son ADNmt; l'une des lignées de la Dolly Varden est peut-être apparue par introgression avec l'Omble à tête plate. L'Omble à tête plate possède une faible diversité des microsatellites à l'intérieur des populations, mais il y a une importante variation des fréquences d'allèles entre les populations. Les distributions de fréquence des allèles laissent croire que d'importants goulots d'étranglement récents se sont produits à plusieurs reprises dans les populations d'Omble à tête plate. Notre étude est un exemple de la compartimentation de la variation génétique à plusieurs niveaux distincts de l'organisation biologique (espèce, lignées phylogénétiques, populations locales); nous discutons de la pertinence fondamentale d'une telle variation emboîtée pour la conservation de la biodiversité.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2001-02-01

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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