Genetická diverzita v populaci západního poddruhu antilopy Derbyho (Taurotragus derbianus derbianus) chované v polozajetí v Senegalu, fylogenetické vztahy mezi západním (T. d. derbianus) a východním poddruhem antilopy Derbyho (T. d. gigas)

Ing. Hana Zemanová

Doctoral thesis

Genetic Diversity of Semi-captive Population of Western Derby Eland (Taurotragus derbianus derbianus) in Senegal and Phylogenetical Relationships between Western Derby Eland (T. d. derbianus) and Eastern Giant Eland (T. d. gigas)

Abstract:

Zástupci čeledi Bovidae jsou předmětem mnoha výzkumů, které se zabývají jejich fylogenezí, taxonomií, časem divergence, nebo genetickou diverzitou. Taxonomie se řeší pomocí srovnání morfologických znaků nebo genetickými metodami, genetická diverzita může být zjištěna analýzou rodokmenu nebo taktéž genetickými analýzami. Tragelaphinae čítají devět druhů v rámci dvou rodů Tragelaphus sp. a Taurotragus sp. Antilopy rodu Taurotragus (T. derbianus and T. oryx) patří mezi největší antilopy světa. Antilopa Derbyho (Taurotragus derbianus) má dva poddruhy, západní (T. d. derbianus) a východní (T. d. gigas), které se rozlišují na základě morfologických znaků. Západní poddruh antilopy Derbyho (T. d. derbianus) patří ke kriticky ohroženým živočichům. Jediná populace tohoto druhu, čítající méně než 200 jedinců, žije národním parku Niokolo Koba v Senegalu. Pro záchranu tohoto poddruhu byl v roce 2000 založen chov v polozajetí. Vznikl za účasti šesti zakladatelů (jednoho samce a pěti samic), u kterých předpokládáme, že nejsou příbuzní. Populace v roce 2013 čítá 95 jedinců, žijících v sedmi stádech v rezervacích Bandia a Fathala v Senegalu. Populace je spravována managementem, který se snaží minimalizovat příbuznost jedinců. V roce 2008 byla vytvořena plemenná kniha antilopy Derbyho (T. d. derbianus), která je každoročně publikována. Jedná se o malou populaci s nízkým počtem zakladatelů a bez genového toku, ohroženou inbreedingem a genetickým driftem. Genetická diverzita této populace byla zhodnocena pomocí mikrosatelitních markerů a výsledky této analýzy byly porovnány s výsledky analýzy rodokmenu. Analýza rodokmenu ukázala největší genetickou diverzitu v generaci zakladatelů (FOUNDERS). V generaci potomků zakladatelů (OFFSPRING 1; narozených v sezóně 2007/2008) genetická diverzita klesla díky tomu, že reprodukce se účastnil jediný samec. V další generaci potomků, tj. mláďat potomků zakladatelů (OFFSPRING 2; narozených v sezóně 2009/2010) diverzita vzrostla díky zapojení více jedinců do reprodukce. Pro genetickou analýzu bylo vybráno patnáct jedinců a pět polymorfních mikrosatelitních lokusů (z celkového počtu třinácti testovaných). Byly hodnoceny parametry genetické diverzity (HE a HO, Ar a odchylky od Hardy-Weinbergovy rovnováhy, a FIS a FST).Nebyly zjištěny žádné odchylky od Hardy-Weinbergovy rovnováhy. Výsledky genetické analýzy potvrdily nejvyšší genetickou diverzitu u zakladatelů (FOUNDERS: Ar = 2.79; HE = 0.664; HO = 0.750; FIS = --0.154). V obou generacích potomků hodnoty alelické bohatosti a pozorované a očekávané heterozygotnosti klesly (Ar = 2.15; HO = 0.580; HE = 0.586 u OFFSPRING 1 a Ar = 2.14; HO = 0.370; HE = 0.480 u OFFSPRING 2). Oproti výsledkům analýzy rodokmenu nebylo pozorováno žádné zlepšení v generaci OFFSPRING 2. Výsledné hodnoty parametrů genetické diverzity byly celkem uspokojivé, navzdory nízkému počtu zakladatelů a páření příbuzných jedinců.

Abstract:

Representatives of family Bovidae are subjects of many studies concerning with their phylogeny, phylogeography, time of divergence or genetic diversity. Taxonomy is solved by comparison of morphological characteristics or by genetic approaches, genetic diversity could be solved by pedigree or by genetic analyses too. Tragelaphinae number nine species of two genera, Tragelaphus sp. and Taurotragus sp. The antelopes of the genus Taurotragus (T. derbianus and T. oryx) belong to the largest antelopes of the world. Derby eland (Taurotragus derbianus) has two subspecies, Western Derby eland (T. d. derbianus) and Eastern Giant eland (T. d. gigas), which are distinguished on the basis of morphological characteristics. Western subspecies (T. d. derbianus) is classified as critically endangered. There lives the only population in Niokolo Koba National Park in Senegal, which numbers fewer than 200 individuals. For the conservation, the semi-captive breeding programme has been established in 2000. It was created by six founders (one male and five females), which are presumed to be non-related. The population within this programme had 95 living individuals in 2013, living in seven herds in Bandia and Fathala reserves in Senegal. The population is under breeding management, which efforts to minimize kinship of the individuals. Studbook was established for the Western Derby eland (T. d. derbianus) in 2008 and is published annually. It acts about small population with low number of founders and no gene flow, which is threatened by inbreeding and genetic drift. Genetic diversity of the population was evaluated by means of microsatellite markers and the results were compared with the results of pedigree analysis. Pedigree analysis showed the highest genetic diversity in the generation of founders (FOUNDERS). It decreased in the generation of founders' offspring (OFFSPRING 1; born in season 2007/2008), due to the fact, that the only male took part in the reproduction. And it increased again in the generation of offspring of founders' offspring (OFFSPRING 2; born in the season 2009/2010), because more individuals were included into the reproduction. Fifteen individuals and five polymorphic microsatellite loci (from the total number of 13 tested loci) were chosen for the genetic study. The parameters of genetic diversity (HE and HO, Ar and deviations from Hardy-Weinberg equilibrium, and FIS and FST) were evaluated. Not any deviations from Hardy-Weinberg equilibrium were found out. The results of genetic analysis confirmed the highest genetic diversity in the population of founders (Ar = 2.79; HE = 0.664; HO = 0.750; FIS = --0.154). In both generations of offspring values of allelic richness and observed and expected heterozygosity decreased (Ar = 2.15; HO = 0.580; HE = 0.586 in OFFSPRING 1 and Ar = 2.14; HO = 0.370; HE = 0.480 in OFFSPRING 2). Contrary to the results of pedigree analysis, there was not been observed any improvement in OFFSPRING 2. The resultant values of genetic diversity parameters were quite satisfactory, despite of the low number of founders and mating of related individuals.

Keywords

ochrana, turovití, zajetí, antilopa Derbyho, lesoňovití (Tragelaphinae), malé populace, mikrosatelity

Keywords

Bovidae, captivity, conservation, microsatellite, small population, Tragelaphinae, Western Derby eland

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 11. 2015

Thesis defence

• Supervisor: prof. MVDr. Daniela Lukešová, CSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Tropical AgriSciences

Doctoral programme / field:
Agricultural Specialization / Tropical and Subtropical Agriculture