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Impacts of supplementation: genetic diversity in supplemented and unsupplemented populations of summer chum salmon (Oncorhynchus keta) in Puget Sound (Washington, USA)

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Abstract:

In supplementation programs, hatcheries employ wild-origin fish as brood stock and their offspring are allowed into wild spawning areas. Resource managers use supplementation to support imperiled salmonid populations, seeking to increase census size and possibly effective population size (Ne), while minimizing risks of genetic diversity loss and domestication from hatchery intervention. Here we document impacts of 5–10 years of supplementation on threatened summer-run chum salmon (Oncorhynchus keta) in Hood Canal (HC) and Strait of Juan de Fuca (SJF) in Washington State and compare them genetically with unsupplemented summer- and fall-run chum salmon from HC and South Puget Sound. Microsatellite allele frequencies identified four run-timing and geographic groups. HC and SJF summer chum salmon genetic relationships followed a metapopulation pattern of isolation by distance, similar to patterns prior to supplementation, suggesting that supplementation minimally impacted population structure. In most supplemented subpopulations, we detected no effects on diversity and Ne, but high variance in individual pairwise relatedness values indicated over-representation of family groups. In two subpopulations, hatchery impacts (decreased diversity and lower Ne) were confounded with extreme bottlenecks. Rebounds in census sizes in all subpopulations suggest that general survivorship has improved and that possible hatchery effects on genetic diversity will be overcome.

Dans les programmes de supplémentation, les piscicultures utilisent des poissons d’origine sauvage comme stock reproducteur et les rejetons sont introduits dans des zones sauvages de fraie. Les gestionnaires des ressources utilisent la supplémentation pour soutenir les populations menacées de salmonidés, cherchant ainsi à augmenter la taille de la population recensée et, si possible, la taille effective de la population (Ne), tout en minimisant les risques de perte de la diversité génétique et de domestication dus à l’intervention en pisciculture. Nous étudions ici les impacts de la supplémentation pendant 5–10 ans sur des saumons kéta (Oncorhynchus keta) à montaison estivale menacés dans le canal de Hood (HC) et le détroit de Juan de Fuca (SJF) dans l’état de Washington; nous comparons génétiquement ces saumons à des saumons à montaisons estivale et automnale, mais sans supplémentation, de HC et de Puget Sound. Les fréquences des allèles des microsatellites mettent en évidence quatre groupes d’après le moment de la montaison et l’origine géographique. Les relations génétiques des saumons kéta d’été de HC et de SJF montrent un patron de métapopulation par isolement par la distance, semblable au patron trouvé avant la supplémentation, ce qui indique que la supplémentation a un impact minimal sur la structure de la population. Dans la plupart des sous-populations ayant connu la supplémentation, nous ne décelons aucun effet sur la diversité ni sur Ne, mais il y a une forte variance des valeurs appariées de parenté qui indique une surreprésentation des groupes familiaux. Dans deux sous-populations, les impacts de pisciculture (diversité et Ne réduites) se confondent avec des goulots d’étranglement extrêmes. Des remontées dans les tailles recensées des sous-populations laissent croire que la survie générale s’est améliorée et que les effets possibles de pisciculture sur la diversité génétique seront surmontés.

Document Type: Research Article

Publication date: 2009-08-01

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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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