Contrasting patterns of mitochondrial and nuclear gene introgression in two pupfishes endemic to the Cuatro Cienegas Basin, Mexico

Authors: Carson, EW

Year: 2000 (xxxii)

Abstract

The pupfishes Cyprinodon bifasciatus and C. atrorus are endemic to the Cuatro Ciénegas Basin, Coahuila, Mexico, where they locally hybridize under natural and artificial conditions. A previous basin-wide survey of mtDNA sequence variation revealed that historic, natural hybridization between these species resulted in complete replacement of C. bifasciatus mitochondrial genome by that of C. atrorus . To gain a more comprehensive understanding of the patterns and effects of hybridization, a similar survey of sequence variation was conducted at three nuclear gene loci (recombination activation gene-1 [RAG-1], creatine kinase-A [CK-A], and triosephosphate isomerase-B [TPI-B]). Morphologically pure populations of C. bifasciatus and C. atrorus were fixed for alternate alleles at all three loci. Two morphologically intermediate populations segregated for C. bifasciatus and C. atrorus alleles at each locus, indicating hybridization at these locations. Such hybrid populations were primarily composed of backcross genotypes, but possible F1 individuals were also identified.

Resumen

Comparando patrones de introgresión genética mitocondrial y nuclear en dos cachorritos endémicos a la Cuenca Cuatro Ciénegas, México Los cachorritos Cyprinodon bifasciatus y C. atrorus son endémicos a la Cuenca Cuatro Ciénegas, Coahuila, México, donde se hibridizan localmente bajo condiciones naturales y artificiales. En un levantamiento previo por toda la cuenca estudiando la variación de la secuencia de ADNmt (ADN mitocondrial) se encontró que la hibridación histórica natural entre esas especies produce el reemplazo completo del genoma de C. bifasciatus por el de C. atrorus . Con el fin de comprender mejor el patrón y los efectos de la hibridación, se hizo un levantamiento similar de la variación de secuencias en tres loci de genes nucleares (gen 1 de activación de recombinación [RAG-1], creatina-quinasa-A [CK-A], y trioso-fosfato-isomerasa-B [TPI-B]). Las poblaciones morfológicamente puras de C. bifasciatus y C. atrorus se fijaron para alelos alternativos en los tres loci. Dos poblaciones morfológicamente intermedias se segregaron para alelos de C. bifasciatus y C. atrorus en cada locus, indicando la hibridación en esas localidades. Tales poblaciones híbridas se componían principalmente de genotipos retro-cruzados, aunque posiblemente se identificaron también ejemplares F1.

Miller, R 1; Threloff, D 2; Keeney, S 1; Becker, D 1; Knowles, G 3; Reid, S 3;