Genetic population structure of an anchialine shrimp, Metabetaeus lohena (Crustacea: Alpheidae), in the Hawaiian Islands

Anchialine habitats in the Hawaiian Islands, characterized as coastal bodies of land-locked salt or brackish water that fluctuate with the tides due to subterranean connections, are the only ecosystems of this type found within the United States. These habitats are currently subject to anthropogenic impacts tha t threaten their future existence. Previous research has shown strong genetic population structure of an endemic atyid shrimp, Halocaridina rubra, in these habitats. The native alpheid shrimp, Metabetaeus lohena, whose known range entirely overlaps that of H. rubra, has feeding and reproductive behaviors that are biologically distinct from H. rubra. Its historic scarcity and status as a candidate for the US Fish and Wildlife Department’s Endangered Species List, make M. lohena an ideal species to compare against the known genetic structure of H. rubra. We investigated the population structure of this native anchialine shrimp to test the hypothesis that genetic population structure differs between the two shrimp species and that M. lohena is genetically unstructured across its range. A survey of 605 bp of the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene from 127 individuals collected at 7 sites spanning the islands of O’ahu, Maui and Hawaii revealed 43 haplotypes. The most common haplotype was represented in similar proportions from all sites sampled, accounting for 44% of the surveyed sequences. Analyses of molecular variation (AMOVA), pairwise ΦST values, Bayesian estimates of migration (M), Mantel tests and Nested Clade Analyses (NCAs) all failed to reveal evidence of major barriers to gene flow among most populations separated by inter-island channels. This lack of genetic structure in M. lohena is found to be in stark contrast with the highly structured population of H. rubra, and may be attributed to oceanic dispersal strategies and/or a recent introduction to the Hawaiian Islands. Rev. Biol. Trop. 58 (1): 159-170. Epub 2010 March 01.

Los hábitats de los alfeidos de las islas de Hawaii, se caracterizan por ser zonas cerradas de aguas saladas o salobres, que fluctúan con las mareas, debido a las conexiones subterráneas, son los únicos ecosistemas de este tipo que se encuentran en Estados Unidos. Estos hábitats actualmente están sujetos a impactos antropogénicos que amenazan su existencia futura. La investigación anterior ha demostrado una fuerte estructura genética de una población de camarones atíidos endémicos, Halocaridina rubra, en estos hábitats. El camarón alfeido nativo, Metabetaeus lohena, cuya área de distribución conocida se superpone totalmente con la de H. rubra, tiene comportamientos alimenticios y reproductivos que son biológicamente diferentes a los de H. rubra. Su escasez histórica y su condición de candidato para aparecer en la Lista de Especies en Peligro del Departamento de Pesca y Vida Silvestre de Estados Unidos, hace de M. lohena una especie ideal para comparar su estructura genética con la de H. rubra. Se investigó la estructura de la población de este camarón alfeido nativo para probar la hipótesis que la estructura genética de la población difiere entre las dos especies y que la de M. lohena está genéticamente no estructurada en todo su ámbito. El análisis de 605 pb de la oxidasa mitocondrial citocromo c subunidad I (COI) de genes de 127 individuos recolectados en 7 sitios que abarcan las islas de Oahu, Maui y Hawaii reveló 43 haplotipos. El haplotipo más común fue representado en proporciones similares en todos los sitios incluidos en la muestra, de acuerdo al 44% de las secuencias estudiadas. El análisis de variación molecular (AMOVA), los valores de ΦST pareados, la estimación bayesiana de la migración (M), las pruebas de Mantel y los Análisis Cladísticos no pudieron revelar la existencia de importantes barreras al flujo genético entre las poblaciones más separadas por los canales entre las islas. La falta de estructura genética en M. lohena contrasta con la muy estructurada población de H. rubra, y puede ser atribuida a las estrategias de dispersión oceánica y/o una introducción reciente en las islas hawaianas.

PCR-based VNTR core sequence analysis for inferring genetic diversity in the shrimp Litopenaeus vannamei

The genetic variation in two farmed strains (F3-Panama and F17-Venezuela) of the shrimp Litopenaeus vannamei was examined based on DNA multiloci analyses. Eighteen adults of each strain were analyzed by PCR using a set of VNTR core sequence primers. Genetic similarity, mean allele frequency, mean heterozygosity and the frequency of polymorphic loci were determined for both strains. A dendrogram of genetic similarity was produced by UPGMA clustering. The results for three primers (INS, M13, YN73) revealed different levels of genetic variation within the strains. The higher genetic similarity seen within strain F17 was apparently related to inbreeding, although a bottleneck effect could not be discarded. The low level of genetic variability of this strain could account for the reduced adaptive advantage of these animals and their inability to adjust to breeding conditions in Brazil