Impact of biased sex ratio on the genetic diversity, structure, and differentiation of Populus nigra (European black poplar)

Effective population size is a crucial concept of conservation biology. It is reduced by biased sex ratio, consequently causing loss of genetic variation. To evaluate genetic diversity related to gender, and investigate the possible effects of biased sex ratio, we analyzed available microsatellite DNA markers from 120 samples of Populus nigra L. (European black poplar) originating from five geographical regions in Turkey. Using 12 microsatellite markers, we detected 60 clones of the same genotype, out of 120 trees. The clone genotype was observed both in males and females, which might suggest that P. nigra deviates from dioecism. Three genetic clusters were detected, two of which possibly correspond to commercially available trees. Overall allelic richness was found to be similar for both genders, whereas heterozygosity was slightly higher in males. Additionally, a simulation software prototype was developed to see the effects of sex ratio on diversity and allele frequency trends in future generations, given the available molecular data. Results showed that if biased sex ratio persists, allele loss and fixation might occur in a higher rate, causing loss of variation. Key words: Populus, microsatellite marker, sex ratio, genetic structure, simulation. La taille effective d'une population est un concept crucial en biologie de la conservation. Elle est reduite par une proportion des sexes biaisee, entrainant une perte de variation genetique. Afin d'evaluer la diversite genetique liee au sexe et examiner les effets possibles d'une proportion des sexes biaisee, les auteurs ont analyse les marqueurs d'ADN microsatellites disponibles de 120 echantillons de Populus nigra L. provenant de cinq regions geographiques de Turquie. A l'aide de 12 marqueurs microsatellites, ils ont detecte 60 clones du meme phenotype, sur 120 arbres. Le genotype du clone etait observe tant chez les males que les femelles, ce qui pourrait suggerer l'existence d'une deviation du dioicisme. Trois grappes genetiques ont ete detectees, dont deux qui correspondent peut-etre a des arbres disponibles dans le commerce. La richesse allelique globale s'averait similaire pour les deux sexes alors que l'heterozygotie etait legerement plus elevee chez les males. Par ailleurs, un prototype de logiciel de simulation a ete developpe pour voir les effets de la proportion des sexes sur les tendances de la diversite et de la frequence des alleles dans les generations futures compte tenu des donnees moleculaires disponibles. Les resultats ont montre que si la proportion des sexes biaisee persiste, la perte et la fixation d'alleles pourraient survenir a un taux plus eleve, provoquant une perte de variation. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : Populus, marqueur microsatellite, proportion de sexes, structure genetique, simulation.
Introduction Populus nigra L. (European black poplar) is a widespread dioecious species of ecological and economic value for many countries (Smulders et al. 2008; Kaya et al. 2013). As a [...]