Guidelines for genetic monitoring of translocated plant populations

Conserv Biol. 2022 Feb;36(1):e13670. doi: 10.1111/cobi.13670. Epub 2021 Feb 16.

Abstract

Plant translocation is a useful tool for implementing assisted gene flow in recovery plans of critically endangered plant species. Although it helps to restore genetically viable populations, it is not devoid of genetic risks, such as poor adaptation of transplants and outbreeding depression in the hybrid progeny, which may have negative consequences in terms of demographic growth and plant fitness. Hence, a follow-up genetic monitoring should evaluate whether the translocated populations are genetically viable and self-sustaining in the short and long term. The causes of failure to adjust management responses also need to be identified. Molecular markers and fitness-related quantitative traits can be used to determine whether a plant translocation enhanced genetic diversity, increased fitness, and improved the probability of long-term survival. We devised guidelines and illustrated them with studies from the literature to help practitioners determine the appropriate genetic survey methods so that management practices can better integrate evolutionary processes. These guidelines include methods for sampling and for assessing changes in genetic diversity and differentiation, contemporary gene flow, mode of local recruitment, admixture level, the effects of genetic rescue, inbreeding or outbreeding depression and local adaptation on plant fitness, and long-term genetic changes.

Directrices para el Monitoreo Genético de Poblaciones de Plantas Translocadas Resumen La translocación de plantas es una herramienta útil para implementar el flujo génico asistido en los planes de recuperación de especies de plantas en peligro crítico. Aunque ayuda a restaurar poblaciones genéticamente viables, no está exento de riesgos genéticos, como la baja adaptación de los trasplantes y la depresión por exogamia en la progenie híbrida, que pueden tener consecuencias negativas en términos de crecimiento demográfico y adaptabilidad de las plantas. Por tanto, un monitoreo genético de seguimiento debería evaluar si las poblaciones translocadas son genéticamente viables y autosustentables en el corto y largo plazos. Las causas del fracaso al ajustar respuestas de manejo también deben ser identificadas. Se pueden utilizar marcadores moleculares y atributos relacionados con la adaptabilidad para determinar si una translocación de plantas aumentó la diversidad genética, incrementó la adaptabilidad y mejoró la probabilidad de supervivencia a largo plazo. Diseñamos directrices y las ilustramos con estudios en la literatura para ayudar a que los practicantes determinen los métodos de monitoreo genético adecuados para que las prácticas de manejo integren procesos evolutivos de mejor manera. Estas directrices incluyen métodos para muestrear y evaluar cambios en la diversidad y diferenciación genética; el flujo génico contemporáneo; la forma de reclutamiento local; el nivel de mezcla; los efectos del rescate genético, la depresión por endogamia o exogamia y la adaptación local sobre la adaptabilidad de las plantas y los cambios genéticos a largo plazo.

Keywords: admixture; contemporary gene flow; depresión por endogamia; depresión por exogamia; flujo génico contemporáneo; genetic rescue; genetic restoration; genética cuantitativa; inbreeding depression; mezcla; outbreeding depression; quantitative genetics; reforzamiento; reinforcement; rescate genético; restauración genética.

Publication types

  • Review

MeSH terms

  • Conservation of Natural Resources*
  • Gene Flow
  • Genetic Fitness
  • Genetic Variation*
  • Inbreeding
  • Plants / genetics