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Mitochondrial and microsatellite DNA analyses of harbour seal population structure in the northeast Pacific Ocean

Theresa M Burg, Andrew W Trites, Michael J Smith
1999 Canadian Journal of Zoology  
The genetic diversity and population structure of harbour seals (Phoca vitulina richardsi) along the coasts of British Columbia and parts of Alaska were investigated using both mitochondrial DNA (mtDNA) and nuclear DNA. A 475-bp fragment of the mitochondrial control region was amplified and sequenced from 128 animals. Sixty variable sites defined 72 mtDNA haplotypes with pairwise nucleotide differences as high as 5%. Fifty-eight haplotypes were represented by a single individual, and shared
more » ... ual, and shared haplotypes were generally restricted to a small geographic range. Phylogenetic reconstruction revealed two distinct populations comprising (i) southern British Columbia and (ii) northern British Columbia -southeast Alaska. Furthermore, the order of the clades suggests that the Pacific Ocean was colonized at least twice, 670 000 and 380 000 years ago. Haplotypes from the first invasion are restricted to a small number of seals around southern Vancouver Island. Analyses of five polymorphic microsatellite loci showed significant differences between the populations of southern British Columbia and northern British Columbia -Alaska. Migration rates for males based on microsatellite data (3-22 seals/generation) were higher than those obtained for females from mtDNA data (0.3 females/generation). Combining all the DNA data collected to date suggests that there are at least three populations of harbour seals in the Pacific composed of seals from (i) Japan, Russia, Alaska, and northern British Columbia, (ii) southern British Columbia and Puget Sound, Washington, and (iii) the outer coasts of Washington, Oregon, and California. The data do not support the existence of two subspecies of harbour seals in the Pacific Ocean. Résumé : Nous avons étudié la diversité génétique et la structure de la population de Phoques communs (Phoca vitulina richardsi) le long des côtes de la Colombie-Britannique et d'une partie de l'Alaska par analyse de l'ADN mitochondrial (ADNmt) et de l'ADN nucléaire. Un fragment de 475 pb de la région de contrôle de l'ADN mitochondrial a été amplifié et soumis au séquençage chez 128 phoques. Soixante sites variables ont défini 72 haplotypes d'ADNmt dont les différences entre les paires de nucléotides pouvaient atteindre 5%. Cinquante-huit haplotypes étaient représentés par un seul individu et les haplotypes communs étaient généralement restreints à une région géographique limitée. La reconstruction phylogénétique reconnaît deux populations distinctes, (i) l'une du sud de la Colombie-Britannique, (ii) l'autre du nord de la Colombie-britannique et du sud-est de l'Alaska. En outre, l'ordre des clades semble indiquer que l'océan Pacifique a été colonisé au moins deux fois, la première il y a 670 000 ans et la seconde il y a 380 000 ans. Les haplotypes de la première invasion prévalent chez un petit nombre de phoques le long de la côte sud de l'Île de Vancouver. L'analyse de cinq locus microsatellites polymorphes a démontré l'existence de différences significatives entre la population du sud de la Colombie-Britannique et celle du nord de la Colombie-Britannique -Alaska. D'après les données sur les microsatellites, les taux de migration des mâles (3-22 phoques/ génération) sont plus élevés que ceux obtenus chez les femelles par les analyses d'ADNmt (0,3 femelle/génération). En combinant toutes les données sur l'ADN à ce jour, il semble qu'il y ait au moins trois populations de Phoques communs dans le Pacifique: (i) les phoques du Japon, de la Russie, de l'Alaska et du nord de la Colombie-Britannique, (ii) les phoques du sud de la Colombie-Britannique et de Puget Sound, Washington et (iii) les phoques qui vivent au large des côtes du Washington, de l'Oregon et de la Californie. Les données ne supportent pas l'existence de deux sous-espèces du Phoque commun dans le Pacifique. [Traduit par la Rédaction] Burg et al. 943
doi:10.1139/z99-057 fatcat:nxhd7lfsonfldkrqhrbzoe3ypq