Conservation of the Grassy White Box Woodlands: Effects of Remnant Population Size on Genetic Diversity in the Allotetraploid Herb Microseris lanceolata

Authors


* Address correspondence to: A. H. D. Brown, email tbrown@pi.csiro.au

Abstract

The outcrossing allotetraploid herb, Microseris lanceolata, was once abundant and widespread in grasslands and grassy woodlands of southern Australia. Since European settlement, agricultural activities have fragmented its once relatively continuous populations, leaving only small, isolated remnants throughout much of its range. We used allozyme electrophoresis to study the effects of fragmentation on patterns of genetic variation in 16 M. lanceolata populations. Despite its extremely reduced abundance, patterns of genetic variation in M. lanceolata still largely resemble those of a widespread and abundant species. Allele richness (mean = 7.1 alleles per locus set) and total gene diversity ( Ht = 0.371) were high, compared with widespread diploid plant species. This may result partly from tetraploidy in this species. Populations themselves were highly variable, with an average gene diversity within populations ( Hs  ) of 0.362 and allele richness of 4.2 alleles per locus set. Detectable differentiation between populations was low ( GST = 2.7%), but there were differences due to rare alleles. One difference between M. lanceolata and other widespread plant species was a high proportion of alleles classed as rare (0.75). Genetic diversity in M. lanceolata populations (ranging in size from 87 to 140,000 individuals) was analyzed in relation to population size, area, and latitude. Relationships between population size and allele richness were difficult to interpret owing to correlations with latitude. Five of eight populations with less than 3000 individuals had notably fewer alleles per locus set than larger populations, while three had as many or more. Individual diversity, as indicated by mean number of alleles per individual, observed uniformity, and other measures, was significantly lower in small populations. Thus, the data indicated that small populations (<0.2 ha, <3000 individuals) are undergoing gradual genetic decline but that at present even small populations can still have relatively high levels of genetic diversity and are therefore valuable for the conservation of this species.

Conservación de Bosques con Pastizales: Efecto del Tamaño de Remanentes Poblacionales en la Diversidad Genética de la Hierba Microseris lanceolata

La hierba alotetraploide, Microseris lanceolata, fue alguna vez abundante y ampliamenete dispersa en los pastizales y bosques con pastos del sur de Australia. Desde el establecimiento de los europeos, las actividades agrícolas han fragmentado las que alguna vez fueron poblaciones relativamente continuas, dejando unicamente remanentes pequeños y aislados a lo largo de la mayoría de su rango de distribución. Utilizamos electroforésis de alozimas para estudiar los efectos de la fragmentación en los patrones de variación genética de 16 poblaciones de M. lanceolata. A pesar de la extremada reducción de su abundancia, los patrones de variación genética de M. lanceolata aún asemejan aquellos de una especie ampliamente distribuída y abundante. La riqueza de alelos (media = 7.1 alelos por juego de locus) y la diversidad total de genes ( Ht = 0.371) fueron altas, comparados con plantas diploides ampliamente dispersas. Esto podría parcialmente deberse a la tetraploidía de la especie. Las poblaciones en sí fueron altamente variables, con una diversidad de genes promedio entre poblaciones ( Hs  ) de 0.362 y una riqueza de alelos de 4.2 alelos por juego de locus. La diferenciación detectable entre poblaciones fue baja ( GST = 2.7%), pero hubieron diferencias debido a alelos raros. Una diferencia entre M. lanceolata y reportes de otras plantas ampliamente distribuidas fue la alta proporción de alelos clasificados como raros (0.75). La diversidad genética de las poblaciones de M. lanceolata (con rangos de tamaño entre 87 y 140,000 individuos) fue analizada en relación al tamaño poblacional, área y latitud. Las relaciones entre tamaño poblacional y riqueza de alelos fue difícil de intrepretar debido a correlaciones con la latitud. Cinco de ocho poblaciones con <3000 individuos tuvo notablemente menos alelos por juego de locus que las poblaciones grandes, mientras que tres tuvieron tantos como eso o aún más. La diversidad individual (indicada como la media de alelos por individuo, uniformidad observada y otras medidas) fue significativamente menor en poblaciones pequeñas. Por lo tanto los datos indican que las poblaciones pequeñas (<0.2 ha, <3000 individuos) están pasando por una disminución genética gradual, pero hasta la fecha, aún las poblaciones pequeñas pueden tener niveles de diversidad genética relativamente altos y por lo tanto son de gran valor para la conservación de esta especie.

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