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Genetic homogeneity of weathervane scallops (Patinopecten caurinus) in the northeastern Pacific

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Abstract:

We assessed genetic differentiation among populations of weathervane scallop (Patinopecten caurinus) in the northeastern Pacific, extending over 2500km in the Gulf of Alaska and southeastern Bering Sea. Variability was surveyed at nuclear loci with allozyme, microsatellite, and single nucleotide polymorphism (SNP) methods, and at mitochondrial (mt)DNA loci with SNPs and nucleotide sequencing. High levels of gene diversity were detected for allozymes (H = 0.080), microsatellites (H = 0.734), and mtDNA (h = 0.781). Genotypes at nuclear loci generally fit Hardy–Weinberg proportions, except for some microsatellite loci, for which null-allele frequencies of 0.02 to 0.34 were estimated. No allele-frequency differences were detected among samples, except for the allozyme loci Gpi and Pep-4. Overall levels of differentiation ranged from F ST = 0.0004 for allozymes, F ST = 0.0008 for mtDNA to F ST = 0.0004 for microsatellites. No isolation by distance was found for any of the markers. A unimodal mtDNA mismatch distribution and significant excesses of low-frequency variants for allozymes, microsatellites, and mtDNA may reflect a post-glacial population expansion. The lack of genetic differentiation measured by neutral markers does not preclude the existence of locally adapted, self-sustaining populations that are important in the harvest management of this species.

Nous avons évalué la différenciation génétique dans des populations du pétoncle géant du Pacifique, Patinopecten caurinus, dans le nord-est du Pacifique sur plus de 2500km dans le golfe de l'Alaska et le sud-est de la mer de Béring. La variabilité des locus nucléaires a été déterminée par les méthodes des allozymes, des microsatellites et du polymorphisme mononucléotidique (SNP) et celle des locus d'ADNmt mitochondrial par les méthodes de SNP et de séquençage des nucléotides. De fortes valeurs de diversité génique sont décelables chez les allozymes (H = 0,080), les microsatellites (H = 0,734) et l'ADNmt (h = 0,781). Les génotypes aux locus nucléaires suivent généralement les proportions de Hardy–Weinberg, à l'exception de certains locus microsatellites chez lesquels des fréquences d'allèles nuls de 0,02 à 0,34 ont été estimées. Il n'y a pas de différences de fréquences d'allèles entre les échantillons, excepté pour les locus d'allozymes Gpi et Pep-4. Les valeurs globales de différenciation vont de F ST = 0,0004 pour les allozymes et F ST = 0,0008 pour l'ADNmt à F ST = 0,0004 pour les microsatellites. Aucun isolement par distance ne se retrouve chez les marqueurs. Une distribution des différences (mismatch distribution) unimodale de l'ADNmt et des surplus significatifs des variantes de faible fréquence des allozymes, des microsatellites et de l'ADNmt peuvent être le reflet d'une expansion postglaciaire des populations. L'absence de différenciation génétique mesurée à l'aide des marqueurs neutres n'exclut pas l'existence de populations adaptées localement et autosuffisantes qui sont importantes dans la gestion de la récolte chez cette espèce.

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2010

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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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nrc/cjfas/2010/00000067/00000011/art00011
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