Good news for conservation: mitochondrial and microsatellite DNA data detect limited genetic signatures of inter-basin fish transfer in Thymallus thymallus (Salmonidae) from the Upper Drava River

Bonne nouvelle pour la conservation: les données de l’ADN mitochondrial et des microsatellites détectent des signatures génétiques limitées de transfert entre bassins du poisson Thymallus thymallus (Salmonidae) dans le cours supérieur de la rivière Drava

⁽¹⁾ Department of Biodiversity and Molecular Ecology, Research and Innovation Centre, Fondazione Edmund Mach, Via E. Mach 1, 38010 San Michele all’Adige, TN, Italy
⁽²⁾ Institute of Hydrobiology and Aquatic Ecosystem Management, Max-Emanuelstrasse, Vienna, Austria

^⋆ Corresponding author: andreas.meraner@fmach.it

Received: 12 December 2012
Revised: 20 March 2013
Accepted: 2 April 2013

Abstract

In the last few decades, numerous populations of European grayling, Thymallus thymallus, have been suffering from stocking-induced genetic admixture of foreign strains into wild populations. Concordantly, genetic introgression was also reportedfor grayling stocks inhabiting the Upper Drava River, but all published genetic data based on specimens caught at least a decade ago, when stocking load was strong. Here, we applied mitochondrial control region sequencing and nuclear microsatellite genotyping to Upper Drava grayling fry collections and reference samples to update patterns and extent of human-mediated introgression. In contrast to previous data, we highlighted an almost genetic integrity of Drava grayling, evidencing limited genetic signatures of trans-basin stocking for grayling of Northern Alpine Danubian origin. Recent hybridisation was detected only twice among sixty-nine samples, while several cases of later-generation hybrids were disclosed by linking mitochondrial sequence to nuclear genetic data. The observed past, but very limited recent genetic introgression in grayling from Upper Drava seems to reflect shifting stocking trends, changing from massive introduction of trans-basin fish to more conservation-oriented strategies during the last 27 years. In a conservation context, we encourage pursuing the use of local wild grayling for supportive- and captive-breeding, but underline the need for genetic approaches in brood-stock selection programs. Finally, our integrated results from sibship reconstruction validate our strictly fry-based sampling scheme, thus offering a reasonable alternative also for other rheophilic fish species with similar life-history characteristics.

Résumé

Au cours des dernières décennies, de nombreuses populations d’ombre commun, Thymallus thymallus, ont souffert de mélange génétique induit par des alevinages dans les populations sauvages utilisant des souches étrangères. Une introgression génétique a également été signalée pour des stocks d’ombre de la rivière Drava amont, mais toutes ces données génétiques publiées sont basées sur des spécimens capturés il y a au moins une dizaine d’années, lorsque l’alevinage était intensif. Ici, nous avons appliqué un séquençage mitochondrial d’une région de contrôle et un génotypage microsatellite nucléaire sur des lots d’alevins d’ombre de la Drava amont et sur des échantillons de référence pour actualiser les modèles et l’importance de l’introgression due à la gestion. Contrairement aux données précédentes, nous avons mis en évidence une intégrité génétique presque intacte de l’ombre de la Drava, attestant de signatures génétiques limitées des ombres d’alevinage trans-bassin provenant des Alpes du Nord - Danube. Une hybridation récente a été détectée seulement deux fois parmi les soixante-neuf échantillons, tandis que plusieurs cas d’hybrides de générations antérieures ont été révélés en reliant la séquence mitochondriale aux données génétiques nucléaires. Les données antérieures, et l’introgression génétique récente très limitée chez l’ombre de la rivière Drava amont semblent refléter les tendances actuelles d’alevinage, passant de l’introduction massive de poissons trans-bassin à plus de stratégies axées sur la conservation au cours des 27 dernières années. Dans un contexte de conservation, nous encourageons la poursuite de l’utilisation des ombres sauvages locaux pour l’alevinage et l’élevage de stocks en captivité, mais soulignons la nécessité d’approches génétiques dans les programmes de sélection des géniteurs. Enfin, nos résultats intégrés de reconstitution de la fratrie d’origine valident notre plan d’échantillonnage strictement fait d’alevins, offrant ainsi une alternative raisonnable aussi pour d’autres espèces de poissons rhéophiles de caractéristiques biologiques similaires.