Orlando Gallo

Skin or bone? Assessing microsatellite genotyping success in Puma concolor and Lycalopex gymnocercus samples from Argentinean natural history collections

Orlando Gallo, Albertina I. Popp, Franco Elichiry, Nora S. Sidorkewicj, Diego F. Castillo

Biological material stored in Natural History Collections (NHCs) represents a key source of data for genetic studies, although specimen age (year of collection) and preservation methods may affect DNA integrity. We investigated microsatellite genotyping success of DNA isolated from 265 soft (skin) and hard (bone) samples of puma Puma concolor and Pampas fox Lycalopex gymnocercus specimens (collected between 1905 and 2022) from Argentinean NHCs. Overall, 43.8% of the samples were successfully genotyped, with significantly higher success for those collected after 1989 than up until the same year (62.8% vs. 17.9%). When comparing sample types, skin exhibited a significantly higher success rate than bone samples (51.8% vs. 37.8%). Limited to the Pampas fox, we found no significant differences in DNA concentration between genotyped and non-genotyped samples, while a slight negative correlation was observed between DNA concentration and sample age. We report simple and efficient sampling protocols, which could be widely applied for future studies based on biological material from NHCs. The advantages of skin sampling are twofold: it is only minimally affecting specimen integrity, especially for medium- to large sized carnivore mammal species, and it offers a suitable source of DNA from specimens hosted within collections for less than 30 years. However, the bone sampling approach we propose may provide a more reliable source of DNA for older specimens.

¿Piel o hueso? Evaluación del éxito de genotipado de microsatélites en muestras de Puma concolor y Lycalopex gymnocercus procedentes de colecciones de historia natural de Argentina. El material biológico depositado en Colecciones de Historia Natural (CHN) constituye una fuente invalorable de datos para estudios genéticos, a pesar de que la antigüedad de los especímenes (año de colecta) y los métodos de preservación pueden afectar la integridad del ADN. Investigamos el éxito de genotipado de microsatélites a partir de ADN aislado de 265 muestras (cueros y huesos) de puma (Puma concolor) y zorro pampeano (Lycalopex gymnocercus), colectados entre 1905 y 2022 en CHN de Argentina. En conjunto, el 43,8% de las muestras fueron genotipadas, con un éxito significativamente mayor en aquellas colectadas a partir de 1990, en comparación con las obtenidas antes de ese año (62,8% vs. 17,9%). Al comparar los tipos de muestra, los cueros mostraron un éxito significativamente superior al de los huesos (51,8% vs. 37,8%). En el caso del zorro, no se encontraron diferencias significativas en la concentración de ADN entre las muestras genotipadas y no genotipadas, aunque se observó una leve correlación negativa entre la concentración de ADN y la antigüedad de la muestra. En este trabajo presentamos protocolos de muestreo simples y eficientes, que pueden aplicarse en futuros estudios basados en material biológico de CHN. Entre las ventajas del muestreo de cueros, se puede mencionar que este afecta mínimamente la integridad del espécimen —especialmente en mamíferos carnívoros de tamaño mediano a grande— y ofrece una fuente adecuada de ADN en ejemplares alojados en colecciones por menos de 30 años. Por otra parte, el método de muestreo óseo que proponemos constituiría una fuente más confiable de ADN en especímenes antiguos.

Genetic diversity and population structure of the Pampas fox, Lycalopex gymnocercus, in a human-dominated landscape of southern Espinal, Argentina

Brenda R. Pizzano, Orlando Gallo, Raquel Godinho, Emma B. Casanave, Diego F. Castillo

Habitat fragmentation and the associated landscape connectivity loss can reduce gene flow among populations, which could lead to a decrease in genetic variability, and an increase in the extinction risk of a species. The main goal of this study was to provide genetic diversity and population structure data for Pampas foxes from the southern Argentine Espinal ecoregion. Through the analyses of 30 tissue samples collected during 2013–2018, we were able to genotype 23 individuals at 18 microsatellite loci. Results indicate high diversity values, and exhibiting an average of 10 alleles per locus (min = 6, max = 13), 0.71 (range = 0.35–0.91) of mean observed heterozygosity and 0.83 (min = 0.61, max = 0.91) of mean expected heterozygosity. Bayesian analyses suggest no population structure. Finally, we did not detect a pattern of isolation by distance. The high habitat adaptability and the generalist feeding behavior of Pampas fox may explain our findings, which are in agreement with the general patterns described for other fox species. The panel of microsatellites employed in this study proved to be suitable for Pampas fox genotyping and it can be used in further genetic assessments needed to validate and expand our understanding of its population genetics.

Diversidad genética y estructura poblacional del zorro pampeano Lycalopex gymnocercus en un paisaje antropizado del sudoeste del Espinal argentino. La fragmentación del hábitat y la pérdida asociada de conectividad del paisaje influencian el flujo génico entre poblaciones, lo que puede conducir a una disminución de la variabilidad genética, aumentando el riesgo de extinción de una especie. El objetivo principal de este estudio fue proveer datos sobre la diversidad genética y la estructura poblacional del zorro pampeano en la zona sur de la ecorregión del Espinal argentino. A través del análisis de 30 muestras de tejidos colectadas durante 2013–2018, genotipamos 23 individuos con 18 loci de microsatélites. Nuestros resultados indican valores de diversidad altos, exhibiendo en promedio 10 alelos por locus (mín = 6, máx = 13), 0.71 (mín = 0.35; máx = 0.91) de heterocigosis media observada y 0.83 (mín = 0.61; máx = 0.91) de heterocigosidad esperada. Los análisis bayesianos sugieren la ausencia de estructura poblacional. Finalmente, no se detectó un patrón de aislamiento por distancia. La elevada capacidad de adaptarse a diferentes hábitats y la dieta generalista del zorro pampeano podrían explicar nuestros resultados, los cuales concuerdan con los patrones generales descriptos para otras especies de zorros. El set de microsatélites empleado en este estudio demostró ser adecuado para genotipar al zorro pampeano y podría utilizarse en evaluaciones genéticas adicionales necesarias para validar y ampliar nuestra comprensión de la genética poblacional de la especie.