Applying genomic approaches to delineate conservation strategies using the freshwater mussel Margaritifera margaritifera in the Iberian Peninsula as a model

Abstract

Effective conservation actions to counteract the current decline of populations and species require a deep knowledge on their genetic structure. We used Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) to infer the population structure of the highly threatened freshwater pearl mussel Margaritifera margaritifera in the Iberian Peninsula. A total of 130 individuals were collected from 26 locations belonging to 16 basins. We obtained 31,692 SNPs through Genotyping by Sequencing (GBS) and used this dataset to infer population structure. Genetic diversity given as observed heterozygosity was low. Pairwise FST comparisons revealed low levels of genetic differentiation among geographically close populations. Up to 3 major genetic lineages were determined: Atlantic, Cantabrian and Douro. This structure suggests a close co‑evolutionary process with brown trout (Salmo trutta), the primordial fish host of this mussel in the studied area. Some sub‑basins showed some genetic structuring, whereas in others no intrapopulation differentiation was found. Our results confirm that genetic conservation units do not match individual basins, and that knowledge about the genetic structure is necessary before planning recovery plans that may involve relocation or restocking. The same reasoning should be applied to strictly freshwater species that are sessile or have restricted dispersal abilities and are currently imperiled worldwide.

Las acciones de conservación efectivas que conduzcan a contrarrestar el declive actual de poblaciones y especies requieren un conocimiento profundo de su estructura genética. En este trabajo se han utilizado polimorfismos de nucleótido único (SNPs) para inferir la estructura poblacional en la Peninsula Ibérica de la especie en peligro de extinción Margaritifera margaritifera. Se recogieron 130 individuos en 26 localidades pertenecientes a 16 cuencas. Obtuvimos 31.692 SNPs mediante Genotipado por Secuenciación (GBS) y se utilizó este conjunto de datos para inferir la estructura poblacional. La diversidad genética expresada como heterocigosidad observada fue baja y las comparaciones FST por pares revelaron bajos niveles de diferenciación genética entre poblaciones geográficamente próximas. Se determinaron hasta 3 linajes genéticos principales: Atlántico, Cantábrico y Duero. Esta estructura sugiere un estrecho proceso coevolutivo con la trucha común (Salmo trutta), el pez hospedador primordial de este mejillón en la zona estudiada. Algunas subcuencas mostraron cierta estructuración genética, mientras que en otras no se encontró diferenciación intrapoblacional. Los resultados confirman que las unidades de conservación genética no coinciden con las cuencas individuales, y que es necesario conocer la estructura genética antes de planificar planes de recuperación que puedan implicar reubicaciones o repoblaciones. El mismo razonamiento debería aplicarse a las especies estrictamente de agua dulce que son sésiles o tienen una capacidad de dispersión restringida y se encuentran actualmente en peligro en todo el mundo.