Genomic variation in the Black-throated Green Warbler (Setophaga virens) suggests divergence in a disjunct Atlantic Coastal Plain population (S. v. waynei)

John P. Carpenter, Alexander J. Worm, T. Boves, A. Wood, J. Poston, D. P. Toews
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We also estimated a low-migration rate for S. v. waynei, but found them to be most similar to another disjunct population from the Piedmont of North Carolina, and detected evidence of a historical north-to-south geographic dispersal among the entire species. New World wood warblers (family: Parulidae) can exhibit strong phenotypic differences among species, particularly, in song and plumage; however, within-species variation in these warblers—often designated as subspecies—is much more subtle. The existence of several isolated Black-throated Green Warbler populations across its eastern North American breeding range offers an excellent opportunity to further understand the origin, maintenance, and conservation status of subspecific populations. Our results, combined with previously documented ecological and morphological distinctiveness, support that S. v. waynei be considered a distinct and recognized subspecies worthy of targeted conservation efforts. LAY SUMMARY We used whole-genome resequencing to quantify genetic structure in Black-throated Green Warblers (Setophaga virens) throughout their North American breeding range. We detected low differentiation across all samples but found discrete genetic clustering of S. v. waynei populations that breed along the Atlantic Coastal Plain. We provide evidence of a geographic north-to-south dispersal among the entire species, and found S. v. waynei to be of relatively recent origin within the southern clade. We estimated reduced gene flow in the region separating S. v. waynei from other S. virens populations, but found they were most closely related to a disjunct population from the Piedmont of central North Carolina. We identified two specific regions of the genome that showed elevated differentiation, one on a sex chromosome (Z) and the other on chromosome 6. Our findings provide clarity to the subspecific status of S. virens and bolster conservation efforts for S. v. waynei populations and their habitats. RESUMEN Usamos re-secuenciación del genoma completo para estimar la especificidad genética en Setophaga virens, incluida S. v. waynei, una subespecie putativa que ocupa un estrecho rango de reproducción disyunto a lo largo de la Planicie Costera del Atlántico. A pesar de detectar una diferenciación global baja (FST = 0,027) a lo largo de toda la especie, el análisis de componentes principales de las diferencias en el genoma completo muestra que el eje principal de variación separa a S. v. waynei de todas las demás muestras de S. v. virens. También estimamos una tasa de migración baja para S. v. waynei, pero encontramos que era más similar a otra población disyunta del Piedemonte de Carolina del Norte, y detectamos evidencia de una dispersión geográfica histórica de norte a sur en toda la especie. Las reinitas del Nuevo Mundo (familia: Parulidae) pueden exhibir fuertes diferencias fenotípicas entre especies, particularmente en el canto y el plumaje; sin embargo, la variación intra específica en estas reinitas—a menudo designadas como subespecies—es mucho más sutil. La existencia de varias poblaciones aisladas de S. virens a lo largo de su área de reproducción del este de América del Norte ofrece una excelente oportunidad para comprender mejor el origen, el mantenimiento y el estado de conservación de las poblaciones subespecíficas. 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Abstract

ABSTRACT We used whole-genome resequencing to estimate genetic distinctiveness in the Black-throated Green Warbler (Setophaga virens)—including S. v. waynei—a putative subspecies that occupies a narrow disjunct breeding range along the Atlantic Coastal Plain. Despite detecting low-global differentiation (FST = 0.027) across the entire species, the principal components analysis of genome-wide differences shows the main axis of variation separates S. v. waynei from all other S. v. virens samples. We also estimated a low-migration rate for S. v. waynei, but found them to be most similar to another disjunct population from the Piedmont of North Carolina, and detected evidence of a historical north-to-south geographic dispersal among the entire species. New World wood warblers (family: Parulidae) can exhibit strong phenotypic differences among species, particularly, in song and plumage; however, within-species variation in these warblers—often designated as subspecies—is much more subtle. The existence of several isolated Black-throated Green Warbler populations across its eastern North American breeding range offers an excellent opportunity to further understand the origin, maintenance, and conservation status of subspecific populations. Our results, combined with previously documented ecological and morphological distinctiveness, support that S. v. waynei be considered a distinct and recognized subspecies worthy of targeted conservation efforts. LAY SUMMARY We used whole-genome resequencing to quantify genetic structure in Black-throated Green Warblers (Setophaga virens) throughout their North American breeding range. We detected low differentiation across all samples but found discrete genetic clustering of S. v. waynei populations that breed along the Atlantic Coastal Plain. We provide evidence of a geographic north-to-south dispersal among the entire species, and found S. v. waynei to be of relatively recent origin within the southern clade. We estimated reduced gene flow in the region separating S. v. waynei from other S. virens populations, but found they were most closely related to a disjunct population from the Piedmont of central North Carolina. We identified two specific regions of the genome that showed elevated differentiation, one on a sex chromosome (Z) and the other on chromosome 6. Our findings provide clarity to the subspecific status of S. virens and bolster conservation efforts for S. v. waynei populations and their habitats. RESUMEN Usamos re-secuenciación del genoma completo para estimar la especificidad genética en Setophaga virens, incluida S. v. waynei, una subespecie putativa que ocupa un estrecho rango de reproducción disyunto a lo largo de la Planicie Costera del Atlántico. A pesar de detectar una diferenciación global baja (FST = 0,027) a lo largo de toda la especie, el análisis de componentes principales de las diferencias en el genoma completo muestra que el eje principal de variación separa a S. v. waynei de todas las demás muestras de S. v. virens. También estimamos una tasa de migración baja para S. v. waynei, pero encontramos que era más similar a otra población disyunta del Piedemonte de Carolina del Norte, y detectamos evidencia de una dispersión geográfica histórica de norte a sur en toda la especie. Las reinitas del Nuevo Mundo (familia: Parulidae) pueden exhibir fuertes diferencias fenotípicas entre especies, particularmente en el canto y el plumaje; sin embargo, la variación intra específica en estas reinitas—a menudo designadas como subespecies—es mucho más sutil. La existencia de varias poblaciones aisladas de S. virens a lo largo de su área de reproducción del este de América del Norte ofrece una excelente oportunidad para comprender mejor el origen, el mantenimiento y el estado de conservación de las poblaciones subespecíficas. Nuestros resultados, combinados con el carácter ecológico y morfológico específico previamente documentado, respaldan que S. v. waynei sea considerada una subespecie distintiva y reconocida que merece esfuerzos de conservación específicos.
黑喉绿莺(Setophaga virens)的基因组变异表明,大西洋沿岸平原的一个分离种群(S. v. waynei)存在分化。
我们使用全基因组重测序来估计黑喉绿莺(Setophaga virens)的遗传独特性,包括S. v. waynei,这是一个假定的亚种,在大西洋沿岸平原上占据狭窄的不分隔繁殖范围。尽管在整个物种中检测到低全局分化(FST = 0.027),但全基因组差异的主成分分析显示,变异的主轴将s.v. waynei与所有其他s.v. virens样本分开。我们还估计了s.v. waynei的低迁移率,但发现它们与北卡罗莱纳州皮埃蒙特的另一个不相交的种群最相似,并发现了整个物种从北向南的历史地理分散的证据。新大陆林莺(科:林莺科)在种间表现出强烈的表型差异,特别是在鸣叫和羽毛方面;然而,这些莺的种内变异——通常被称为亚种——要微妙得多。在其北美东部的繁殖范围内,存在着几个孤立的黑喉绿莺种群,这为进一步了解亚特定种群的起源、维持和保护状况提供了极好的机会。我们的研究结果,结合先前记录的生态和形态独特性,支持s.v. waynei被认为是一个独特的和公认的亚种,值得有针对性的保护工作。摘要:我们使用全基因组重测序技术来量化黑喉绿林莺(Setophaga virens)在整个北美繁殖范围内的遗传结构。我们在所有样本中检测到低分化,但在大西洋沿岸平原繁殖的s.v. waynei种群中发现了离散的遗传聚类。我们提供了整个物种从北向南分布的地理证据,并发现s.v. waynei在南方分支中相对较近的起源。我们估计,在将s.v . waynei与其他s.v . virens种群分开的地区,基因流减少了,但发现它们与北卡罗来纳州中部皮埃蒙特的一个分离种群关系最密切。我们在基因组中发现了两个特异区域,一个在性染色体(Z)上,另一个在6号染色体上。我们的研究结果清晰地揭示了维氏沙蚊的亚特异性状态,并加强了对维氏沙蚊种群及其栖息地的保护工作。resume Usamos re-secuenciación对特定基因组的完整估计,包括s.v . waynei在内的Setophaga virens,一种特定的推定,一种特定的推定,一种特定的推定,一种特定的推定,一种特定的推定,一种特定的推定,一种特定的推定,一种特定的推定,一种特定的推定,一种特定的推定,一种特定的推定,一种特定的推定,一种特定的推定,一种特定的推定,一种特定的推定。一个pesar de detector una diferenciación global baja (FST = 0,027)和一个大型的de toda,特别是,análisis de components principales de las差异在完整的基因组中,de de components principales de variación separa和S. v. waynei de todas demás de S. v. virens。tamamicen估计,在墨西哥北部卡罗莱纳州的Piedemonte州,在墨西哥北部卡罗莱纳州的Piedemonte州,在墨西哥北部的Piedemonte州,在墨西哥北部的Piedemonte州,在墨西哥北部的Piedemonte州,在墨西哥北部的Piedemonte州,在墨西哥北部的Piedemonte州,在墨西哥北部的Piedemonte州,在墨西哥北部的Piedemonte州的证据,特别是在今天。Las reinitas del Nuevo Mundo (familia: Parulidae)展示了不同的燃料fenotípicas不同的物种,特别是不同种类的植物和植物;在禁运期间,“variación intra específica en estas reinitas”(一种用于指定所有子物种的菜单)非常más sutil。“各种问题的存在”和“美国问题的存在”和“美国问题的存在”都有一个很大的差别,例如área“美国问题的存在”和“美国问题的存在”和“美国问题的存在”和“美国问题的存在”和“美国问题的存在”。新结果,合并结果carácter ecológico和morfológico específico文件预见性,关于s.v . waynei的报告,认为这是一个特别独特的问题,因为我们的报告是关于conservación específicos的。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
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