Haploid-diploid life cycles impose unique eco-evolutionary consequences, rendering commonly used proxies difficult to use (e.g. separate sexes prevent selfing). Population genetic analyses are therefore required to explore patterns of reproductive system variation. However, there are still few haploid-diploid species for which polymorphic, nuclear loci exist. This problem is particularly acute for algae. Here, we describe the development of the first microsatellite loci in a freshwater red alga. We tested 73 candidate loci against a panel of Batrachospermum gelatinosum (L.) De Candolle gametophytes that encompass much of its North American range. Ten loci consistently amplified and were characterized by clean peak architectures on a capillary sequencer with one allele per locus, as expected in a haploid gametophyte. We then explored some basic population genetic indices in gametophytes collected from one site and obtained good resolution based on the probability of identity (pid). Yet, we observed a pattern of clumped repeated genotypes throughout the stream reach sampled. The pattern of moderate genotypic richness could be due to intragametophytic selfing resulting in the complete loss of genetic diversity from a single gamete union. Future studies will need to sample more populations to determine if intragametophytic selfing is the dominant reproductive mode in this monoicous taxon. The loci developed here represent an important tool for studying freshwater red algal populations in specific as well as enhancing our understanding of reproductive system variation and the haploid-diploid life cycle of algae in general.
Développement des microsatellites chez l'algue rouge d'eau douce Batrachospermum gelatinosum (L.) De Candolle (Batrachospermales, Rhodophyta).
L'étude des conséquences éco-évolutionnaires des cycles haplo-diplophasiques sur les variations du système de reproduction par le biais de la génétique des populations nécessite le développement de marqueurs génétiques adaptés. Cependant, peu de marqueurs polymorphiques nucléaires sont disponibles pour les espèces haplo-diploïdes, notamment les algues. Dans cette étude, nous décrivons le développement des premiers marqueurs microsatellites chez une algue rouge d'eau douce. Nous avons testé 73 locus candidats sur un ensemble de gamétophytes de Batrachospermum gelatinosum (L.) De Candolle représentatifs des populations d'Amérique du Nord. Parmi les locus testés, dix ont été amplifiés par PCR avec succès et présentent une architecture de pics lisibles sur séquenceur capillaire avec un seul allèle comme attendu lors du génotypage de gamétophytes haploïdes. Nous avons ensuite utilisé ces marqueurs pour réaliser des analyses basiques de génétique des populations sur des individus échantillonnés dans un site en Alabama, ce qui a révélé une bonne résolution des marqueurs basée sur la probabilité d'identité (pid). Pourtant, nous avons trouvé des groupes de génotypes répétés spatialement proches dans le site échantillonné. Ce patron de richesse génotypique modéré pourrait être dû à des croisements consanguins entre gamètes issus du même gamétophyte qui résulteraient en la perte totale de diversité génétique. Les futures études devront inclure un échantillonnage plus large pour voir si l'autofécondation est le mode de reproduction dominant chez cette espèce monoïque. Les outils génétiques développés dans cette étude nous permettent de mieux comprendre des populations d'algues rouges d'eau douce ainsi que les variations du système de reproduction lié au cycle biphasique des algues.
