Comparisons of Genetic Diversity in the Endangered Adenophora lobophylla and Its Widespread Congener, A. potaninii

Authors


‡ email gesong@ns.ibcas.ac.cn

Abstract

Abstract: Starch-gel electrophoresis was used to examine the levels and distribution of genetic diversity in two Adenophora species: the narrow endangered Adenophora lobophylla and its widespread congener, A. potaninii. Based on allozyme variation at 18 putative loci, we measured high levels of genetic variability both in the endangered and the widespread species, with 83.3% of the loci being polymorphic. The mean expected heterozygosity within populations (  Hep  ) and within species (  Hes  ) were 0.234 and 0.244 for A. potaninii and were as high as 0.210 and 0.211 for A. lobophylla. There was higher differentiation among populations in A. potaninii (  FST = 0.155) than in A. lobophylla (  FST = 0.071). The high levels of genetic diversity in the present allozyme survey are consistent with the morphological variation observed in these species and may be attributed to high outcrossing rates in the Adenophora species. In addition, A. lobophylla was identified as a distinct species on the basis of Nei’s genetic distances and thus should be given a high priority for protection. It is noteworthy that the endangered A. lobophylla maintains much higher genetic diversity than most endemic or narrowly distributed plant species in spite of its restricted distribution. We hypothesize that A. lobophylla has become endangered for ecological and stochastic reasons, including habitat destruction or environmental changes, mud slides, and human disturbance such as grazing and mowing. Consequently, habitat protection is of particular importance for conserving this endangered species.

Abstract

Resumen: Se utilizó electroforesis con geles de almidón para examinar los niveles y distribución de la diversidad genética de dos especies de Adenophora: la amenazada Adenophora lobophylla y su congénere de amplia distribución A. Potaninii. En base a la variación de alozimas de 18 loci supuestos, medimos los altos niveles de variabilidad genética tanto para la especie amenazada como para la especie ampliamente distribuída, con 83.3% de los loci siendo polimórficos. La heterocigocidad media esperada dentro de las poblaciones (   Hep  ) y entre especies (   Hes  ) fue de 0.234 y 0.244 para A. potaninii y fue tan alta como 0.210 y 0.211 para A. lobophylla. Hubo una diferenciación más alta entre poblaciones de A. potaninii (  FST = 0.155) que en A. lobophylla (  FST = 0.071). Los niveles altos de diversidad genética en el presente estudio de alozimas son consistenes con la variación morfológica observada para estas especies y podría atribuirse a altas tasas de cruza en las especies de Adenophora. Además, A. lobophylla fue identificada como una especie diferente en base a las distancias genéticas de Nei y esto debería ser considerado como alta prioridad para su protección. Es notable que la especie amenazada A. lobophylla mantiene una diversidad genética mucho mayor que la mayoría de las especies de plantas endémicas o con distribución estrecha a pesar de su distribución restringida. Hipotetizamos que A. lobophylla se ha convertido en amenazada por razones ecológicas y estocásticas incluyendo la destrucción del hábitat o los cambios ambientales, los deslaves de tierra y las perturbaciones humanas como son el pastoreo y el corte. Consecuentemente, la protección del hábitat es de particular importancia para la conservación de esta especie amenazada.

Ancillary