ASSESSMENT OF DNA VARIATIONS OF THE NOBLE CRAYFISH (ASTACUS ASTACUS L.) IN GERMANY AND POLAND USING INTER-SIMPLE SEQUENCE REPEATS (ISSRS)

ESTIMATION DES VARIATIONS D’ADN DE L’ÉCREVISSE À PATTES ROUGES (ASTACUS ASTACUS L.) EN ALLEMAGNE ET EN POLOGNE PAR L´UTILISATION DES RÉPÉTITIONS SÉQUENTIELLES INTERNES SIMPLES (ISSRS)

¹ Zoological Institute, Technical University, Fasanenstrasse 3, D-38092 Braunschweig, Germany. E-Mail: Holger.Schulz@tu-bs.de
² Department of Ecology, University of Szczecin, ul. Waska 13, 71-415 Szczecin, Poland.

Received: 7 January 2004
Accepted: 15 March 2004

Abstract

Conservation of the endangered noble crayfish (Astacus astacus) requires preservation of existing populations and reintroduction into suitable habitats, as currently underway in several regional projects in Germany and Poland. Therefore, knowledge about the genetic variation between populations is vital but, unfortunately, still restricted. By means of ISSR-PCR (Inter-Simple Sequence Repeats - Polymerase Chain Reaction) eight stocks in Germany and Poland were analysed. These semi-arbitrary multiloci markers had not previously been used in population studies of the noble crayfish. A total of 22 unambiguous and polymorphic markers were detected to use in the subsequent statistical analysis. The number of polymorphic loci in one population ranged from 4 to 19. Therefore the ISSR markers proved suitable for assessing within- and between-population DNA variations and establishing significant separation of most of the stocks. Shannon´s Index, a relative estimate of genetic diversity within populations, ranged from 0.06 to 0.51. UPGMA cluster analysis based on pairwise ROGERS’ (1972) genetic distance revealed two main clusters corresponding to populations sampled in the western and eastern part of the study area. Results are relevant on the local, regional and supra-regional (landscape) level. The implications for conservational management and restocking programs are presented.

Résumé

La conservation de l’écrevisse à pattes rouges (Astacus astacus) menacée nécessite la préservation des populations existantes et la réintroduction de spécimens dans des habitats favorables. Plusieurs projets régionaux tenant compte de ces nécessités sont actuellement mis en place en Allemagne et en Pologne. Pour une gestion pérenne de l’espèce, la connaissance de la variabilité génétique des populations est nécessaire. Huit populations ont été analysées par ISSR-PCR (Inter-Simple Sequence Repeats-Polymerase Chain Reaction). C’est la première fois que ces marqueurs semi-arbitraires et multiloci ont été utilisés pour l’étude des populations d´écrevisse à pattes rouges. Un total de 22 marqueurs non ambigus et polymorphes a été retenu pour cette étude. Le nombre de loci polymorphe par population varie de 4 à 19. Par conséquent, les marqueurs ISSR s’avèrent appropriés pour analyser la variabilité intra et inter populationnelles. L’index de Shannon’s montre des valeurs de diversité intra populationnelle comprises entre 0,06 et 0,51. L’UPGMA basé sur les distances génétiques (ROGERS, 1972) révèle deux principaux groupes correspondant aux populations échantillonnées dans l’Ouest et l’est de l’aire géographique étudiée. Les résultats de structuration sont significatifs aux niveaux local, régional et supra-régional. Les implications pour la conservation et les programmes de repeuplement sont présentées.