Ancestry, population structure, and conservation genetics of Arctic grayling (Thymallus arcticus) in the upper Missouri River, USA

Douglas P. Peterson, William R. Ardren, Eric Taylor
2009 Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences  
We genotyped Arctic grayling (Thymallus arcticus) at 10 microsatellite loci in 18 samples (n = 726) from Montana, Wyoming, and Saskatchewan to determine genetic relationships among native, captive, and naturalized populations in the upper Missouri River basin, to assess patterns in genetic diversity, and to infer recent demographic histories. Substantial genetic subdivision was observed among sample populations (global FST = 0.10). Canadian populations have been isolated from Missouri River
more » ... Missouri River populations long enough for mutation to cause genetic differences between regions (mean pairwise FST = 0.18, RST = 0.54). Within the Missouri River basin, most naturalized lacustrine populations traced their ancestry to Red Rock lakes. Two populations in headwater lakes within the Big Hole River watershed appear to be native. We found neither evidence for introgression of Canadian-origin grayling nor any effect of hatchery stocking in native populations. The native fluvial Big Hole River group was genetically distinct and most diverse (HE = 0.89), whereas native Madison River and Red Rock lakes populations exhibited lower genetic diversity (HE = 0.74 and 0.80, respectively) and evidence of recent bottlenecks. The existing Big Hole and Red Rock populations are at low abundance but do not appear to be at immediate risk of inbreeding depression (Ne = 207.7-228.2). Résumé : Nous avons déterminé le génotype d'ombres arctiques (Thymallus arcticus) à 10 locus microsatellites dans 18 échantillons (n = 726) provenant du Montana, du Wyoming et de la Saskatchewan afin de déterminer les relations génétiques entre les populations indigènes, captives et naturalisées dans le bassin supérieur de la rivière Missouri, d'évaluer les patrons de diversité génétique et de déduire leur histoire démographique récente. Il existe une importante subdivision génétique des populations échantillonnées (F ST global = 0,10). Les populations canadiennes ont été isolées assez longtemps des populations de la rivière Missouri pour que des mutations produisent des différences génétiques entre les régions (F ST apparié moyen = 0,18, R ST = 0,54). Au sein du bassin versant du Missouri, la plupart des populations lacustres naturalisées retracent leur origine aux lacs Red Rock. Deux populations dans des lacs d'amont du bassin versant de la rivière Big Hole semblent être indigènes. Il n'y a aucune indication d'introgression de la part d'ombres arctiques d'origine canadienne, ni d'effet de l'empoissonnement à partir des piscicultures sur les populations indigènes. Le groupe indigène fluvial de la Big Hole est distinct génétiquement et très diversité (H E = 0,89), alors que les populations indigènes de la Madison et des lacs Red Rock possèdent une diversité génétique plus basse (respectivement H E = 0,74 et 0,80) et montrent des signes de goulots d'étranglement récents. Les populations actuelles de Big Hole et de Red Rock ont une abondance faible, mais ne semblent pas courir à court terme de risque de dépression par consanguinité (N e = 207,7 -228,2). [Traduit par la Rédaction]
doi:10.1139/f09-113 fatcat:ejobetvgwjan7hwmmwsmhotugi