Variation and genetic structure of the endangered Lepus flavigularis (Lagomorpha: Leporidae)

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Lepus flavigularis es una especie endémica y en peligro, con solo cuatro poblaciones ubicadas en Oaxaca, México: Montecillo Santa Cruz, Aguachil, San Francisco del Mar Viejo y Santa María del Mar. Las actividades humanas (e.g. cacería, cambios de uso de suelo) y la baja diversidad genética detectada con ADN mitocondrial y aloenzimas muestran la urgencia de desarrollar estrategias de manejo para esta especie. Para definir unidades de manejo es necesario estudiar la estructura genética con genes nucleares debido a su herencia y alto polimorfismo, por lo tanto, el objetivo de este estudio fue examinar la variación y estructura genética de L. flavigularis con microsatélites nucleares. Se obtuvo el ADN genómico de 67 liebres de las cuatro poblaciones de L. flavigularis, capturadas mediante muestreo nocturno de 2001 a 2006, mediante el método fenol-cloroformo-alcohol isoamílico. Para obtener la diversidad y estructura genética se amplificaron siete microsatélites con la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). Las amplificaciones se visualizaron mediante electroforesis con geles de poliacrilamida al 10 %, teñidas con bromuro de etidio. La diversidad genética se determinó con el programa GenAlEx v.6.4, y la estructura genética se obtuvo con el ARLEQUIN v.3.1. Se evaluaron los alelos nulos con el programa Micro-Checker v.2.2.2. spa

Adicionalmente, se realizó un análisis bayesiano con el software STRUCTURE v.2.2.3, y se estudió el aislamiento por distancia (IBD) mediante el programa PASSAGE v.2.0.11.6. La variación genética encontrada fue baja (Hо = 0.30, HE = 0.24) en comparación con otras especies de liebres. Se detectaron alelos fijos y diferenciación genética moderada (F ST = 0.18, P < 0.001) entre las poblaciones, lo que indica el efecto de la deriva genética y flujo genético limitado. El análisis Bayesiano reveló dos grupos: (1) liebres de Montecillo Santa Cruz, e (2) individuos de Aguachil, San Francisco del Mar Viejo y Santa María del Mar. No se detectó evidencia de aislamiento por distancia. Es posible que las barreras geográficas presentes entre las poblaciones (e.g. lagunas, asentamientos humanos), más que la distancia geográfica entre ellas, expliquen la estructura genética observada. El coeficiente de endogamia fue negativo ( F IS = -0.27, P = 0.03), indicando sub-estructura genética en las poblaciones. Sugerimos dos unidades de manejo con base en las poblaciones más cercanas genéticamente, lo que ayudará a definir acciones precisas de conservación en L. flavigularis . Esta investigación es la base para definir la translocación de individuos entre las poblaciones, sin embargo, se requiere un estudio futuro más amplio que incorpore marcadores moleculares específicos para L. flavigularis. Asimismo, es necesario analizar las barreras que limitan el flujo genético, ya que es urgente reducir la diferenciación genética entre poblaciones e incrementar la diversidad genética de esta especie. spa

Lepus flavigularis, is an endemic and endangered species, with only four populations inhabiting Oaxaca, México: Montecillo Santa Cruz, Aguachil, San Francisco del Mar Viejo and Santa María del Mar. Nevertheless, human activities like poaching and land use changes, and the low genetic diversity detected with mitochondrial DNA and allozymes in previous studies, have supported the urgent need of management strategies for this species, and suggest the definition of management units. For this, it is necessary to study the genetic structure with nuclear genes, due to their inheritance and high polymorphism, therefore, the objective of this study was to examine the variation and genetic structure of L. flavigularis using nuclear microsatellites. We sampled four populations of L. flavigularis and a total of 67 jackrabbits were captured by night sampling during the period of 2001 to 2006. We obtained the genomic DNA by the phenol-chloroform-isoamyl alcohol method. To obtain the diversity and genetic structure, seven microsatellites were amplified using the Polymerase Chain Reaction (PCR); the amplifications were visualized through electrophoresis with 10 % polyacrylamide gels, dyed with ethidium bromide. Genetic diversity was determined using the software GenAlEx v. 6.4, and genetic structure was obtained with ARLEQUIN v. 3.1; null alleles were evaluated using the program Micro-Checker v.2.2.2. eng

Additionally, a Bayesian analysis was performed with software STRUCTURE v. 2.2.3., and the isolation by distance (IBD) was studied using the program PASSAGE v.2.0.11.6. Our results showed that the genetic variation found was low (Hо = 0.30, HE = 0.24) when compared to other jackrabbit species. Fixed alleles and moderate levels of genetic differentiation (F ST = 0.18, P = 0.001) were detected among populations, indicating the effect of the genetic drift and limited gene flow. Bayesian clustering analysis revealed two groups: (1) jackrabbits from Montecillo Santa Cruz, and (2) individuals living in Aguachil, San Francisco del Mar Viejo and Santa María del Mar. No evidence was found of isolation by distance. It is possible that the geographic barriers present between populations (e . g . lagoons, human settlements), rather than the geographical distance between them, may explain the observed genetic structure. The inbreeding coefficient was negative (F IS = -0.27, P = 0.03), indicating genetic sub-structure in populations. We suggest two management units based on the genetically closer populations, which will help define precise conservation actions in L. flavigularis. This research is the basis for defining translocation of individuals between populations, nevertheless, a more extensive future study, with specific molecular markers for L. flavigularis, is required. In addition, it is necessary to analyze the barriers that limit the gene flow, since it is urgent to reduce the genetic differentiation between populations and increase the genetic diversity of this species. eng

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