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Application of microsatellite DNA markers to discriminate between maternal and genetic effects on scalation and behavior in multiply-sired garter snake litters

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Abstract:

Incomplete knowledge of pedigrees sometimes limits the methods of estimating quantitative genetic parameters (heritability, genetic correlation) in nature and may result in estimates that are inflated by nongenetic sources of variation. North American garter snakes and their allies provide a model system for investigating evolutionary quantitative genetics, but estimates of quantitative genetic parameters in these snakes are mostly based on offspring-dam regression and full-sib analysis, methods that fail to discriminate between maternal genetic, maternal environmental, and direct genetic effects on traits of interest. Using data from the garter snake Thamnophis sirtalis, we demonstrate that microsatellite DNA markers can be used to identify full-sib sireships within litters in species that produce large numbers of offspring and in which multiple paternity is common. This allows estimation of quantitative genetic parameters using a maternal half-sib analysis in which sires are nested within dams. Six microsatellite DNA loci were scored for four wild-caught dams and their 73 offspring and revealed two full-sib sireships within each litter. Maternal half-sib analyses of scalation and behavior suggest that heritability may be lower and maternal effects larger than was previously thought.

La connaissance incomplète des pedigrees impose parfois des limites aux méthodes d'estimation des paramètres génétiques quantitatifs (héritabilité, corrélation génétique) en nature et risque de donner lieu à des estimations qui sont gonflées par des sources non génétiques de variation. Les Couleuvres rayées nord-américaines et leurs alliés constituent un système modèle pour l'investigation de la génétique évolutive quantitative, mais les estimations des paramètres génétiques quantitatifs de ces couleuvres sont basés principalement sur des régressions mère-progéniture et sur l'analyse des vrais frères et soeurs, méthodes qui ne tiennent compte ni de la génétique maternelle, ni de l'environne ment maternel, ni des effets génétiques directs sur les caractéristiques d'intérêt. À partir de données sur les couleuvres Thamnophis sirtalis, nous démontrons que les marqueurs d'ADN microsatelllites peuvent servir à identifier les paternités des vrais frères et soeurs dans les portées chez les espèces qui produisent une importante progéniture et qui comptent de nombreux cas de paternité multiple. Cette méthode permet d'estimer les paramètre génétiques quantitatifs au moyen d'une analyse des demi-frères (soeurs) maternels dans laquelle les différents pères ont été emboîtés dans chacune des mères. Six locus de microsatellites d'ADN ont été évalués chez quatre femelles capturées en nature et chez leurs 73 rejetons et ont mis en évidence deux cas de paternité complète dans chaque portée. Les analyses des demi-frères (soeurs) maternels de la répartition des écailles et du comportement indiquent que l'héritabilité est peut être moins élevée que prévu et les effets maternels plus importants qu'on ne le croyait.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2001-01-01

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