The influence of hydrographic structure and seasonal run timing on genetic diversity and isolation-by-distance in chum salmon (Oncorhynchus keta)

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Abstract:

We used 20 microsatellite loci to compare genetic diversity and patterns of isolation-by-distance among three groups of chum salmon (Oncorhynchus keta) from two physically distinct watersheds in western Alaska, USA. The results were consistent with the hypothesis that gene flow decreases as the complexity of the hydrographic system increases. Specifically, higher gene flow was inferred among 11 populations from a nonhierarchical collection of short coastal rivers in Norton Sound compared with 29 populations from a complex hierarchical network of inland tributaries of the Yukon River. Within the Yukon River, inferred gene flow was highest among 15 summer-run populations that spawn in the lower drainage, compared with 14 fall-run populations that spawn in the upper drainage. The results suggest that the complexity of the hydrographic system may influence population connectivity and hence the level of genetic diversity of western Alaska chum salmon. Finally, evidence of isolation-by-time, when controlling for geographic distance, supported the hypothesis that genetic divergence in Yukon River chum salmon is influenced by seasonal run timing. However, evidence of isolation-by-distance, when controlling for season run timing, indicated the populations are not sufficiently isolated, spatially or temporally, to prevent gene flow. Dispersal among summer- and fall-run populations may play a role in maintaining genetic diversity.

L’analyse de 20 locus microsatellites nous a permis de comparer la diversité génétique et les patrons d’isolement par la distance chez trois groupes de saumons kéta (Oncorhynchus keta) de deux bassins versants physiquement distincts de l’ouest de l’Alaska, É.-U. Nos résultats s’accordent avec l’hypothèse selon laquelle le flux génique décroît lorsque la complexité du système hydrographique augmente. En particulier, nous avons déduit un flux génique plus important dans 11 populations dans un ensemble non hiérarchique de rivières côtières courtes dans le détroit de Norton par comparaison à 29 populations d’un réseau hiérarchique complexe de tributaires du fleuve Yukon à l’intérieur des terres. Dans le fleuve Yukon, le flux génique estimé est maximal chez 15 populations à montaison estivale qui fraient dans le bassin versant inférieur, par rapport à 14 populations à montaison automnale qui fraient dans le bassin versant supérieur. Nos résultats laissent croire que la complexité du système hydrographique peut influencer la connectivité des populations et donc le niveau de diversité génétique chez les saumons kéta de l’ouest de l’Alaska. Enfin, des indications d'un isolement par le temps, après correction pour la distance géographique, appuient l’hypothèse selon laquelle la divergence génétique chez les saumons kéta du fleuve Yukon est influencée par la saison de la montaison. Cependant, les indications d’isolement par la distance, après correction pour le moment de la montaison, indiquent que les populations ne sont pas suffisamment isolées dans l’espace et le temps pour empêcher le flux génique. La dispersion au sein des populations à montaisons estivale et automnale peut jouer un rôle dans le maintien de la diversité génétique.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2008

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