Genetic structure of wild Spanish populations of Castanea sativa
as revealed by isozyme analysis
J. Fernández-López1* and A. B. Monteagudo1,2
1 Centro de Investigación Forestal de Lourizán. Consellería do Medio Rural. Xunta de Galicia. P.O. Box 127. 36080 Pontevedra. Spain Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA) Forest Systems 2010 19(2), 156-169 Available online at www.inia.es/forestsystems ISSN: 2171-5068 eISSN: 2171-9845
2 Actual address: Centro de Investigaciones Agrarias de Mabegondo. INGACAL. Consellería de Medio Rural. Xunta de Galicia. Spain
La variabilidad genética entre y dentro de 17 rodales de castaño silvestre muestreados en poblaciones españolas se examinó mediante el análisis de polimorfismos isoenzimáticos con la finalidad de describir la estructura geográfica y diseñar estrategias de conservación y manejo. Se calcularon la riqueza alélica, heterocigosidad, polimorfismo, la estadística F y D, el flujo genético y se realizaron análisis de agrupación de poblaciones utilizando la distancia genética de Nei y un método basado en el algoritmo Monte Carlo Markov Chain, y finalmente se calcularon las contribuciones de cada rodal a la diversidad y riqueza alélica.
Las poblaciones silvestres de castaño españolas presentaron heterogeneidad de frecuencias alélicas entre ellas, elevados niveles de diversidad genética y de diferenciación (Fst = 0,15) comparadas con otras poblaciones del Oeste de Europa. Se identificaron tres grupos de poblaciones: el grupo Mediterráneo, el grupo del Norte y el grupo del Sur de Galicia. La mayor heterocigosidad y riqueza alélica está en el Norte, principalmente en el grupo del Sur de Galicia.
Estos resultados indican que las actuales poblaciones de castaño del Norte de la península Ibérica son poblaciones relícticas originadas en uno o varios refugios situados en esta área. Se recomiendan varias áreas para incluir en la red de Unidades de Conservación: Fraga de Catasós, en representación del grupo Sur de Galicia; las Fragas do Eume, representando el grupo del Norte; y Hervás o el Tiemblo en representación del grupo Mediterráneo. Abstract The genetic variability within and among 17 wild Spanish chestnut stands was examined by isozyme analysis, with the goals of describing their geographic structure and designing conservation and management strategies. Measures of genetic diversity such as allelic richness, heterozygosity, polymorphism, F-statistics, D-statistics, gene flow and the contributions of each stand to diversity and allelic richness were calculated, clustering using Nei’s genetic distances and a method based on an Monte Carlo Markov Chain algorithm were used. Wild Spanish chestnut populations displayed heterogeneity of allele frequencies between them, high levels of genetic diversity and high differentiation (Fst = 0.15) compared with populations from other western European countries. Two clustering methods allowed identification of three clusters: The highest heterozygosity and allelic richness were found in the North and especially in the Galician cluster close to Portugal. These results indicate that probably the northern chestnut populations are relictual originated from a North Iberian refuge. Several areas can be recommended for inclusion in the network of Conservation Units: Fraga de Catasós, representing the southern Galician cluster; Fragas do Eume, representing the northern Spanish cluster; and Hervás or El Tiemblo, representing the Mediterranean cluster.