Molecular Genetic Consequences of a Population Bottleneck Associated with Reintroduction of the Mauna Kea Silversword (Arg yroxiphium sandwicense ssp. sandwicense [Asteraceae])

The endangered Mauna Kea silversword (Argyroxiphium sandwicense ssp. sandwicense) has experienced a severe decline in distribution and abundance because of predation by alien ungulates. By the late 1970s only a small remnant natural population persisted on the Mauna Kea volcano on the Island of Hawaii. The Hawaii Department of Land and Natural Resources, Division of Forestry and Wildlife, initiated an outplanting program in the 1970s to promote recovery of A. sandwicense ssp. sandwicense. Intermittent outplanting since 1973 has generated an outplanted population of over 450 plants on Mauna Kea, but the program has unintentionally resulted in a major population bottleneck. All plants in the outplanted population appear to be first- or subsequent-generation offspring of only two maternal founders from the natural population. Genetic variation in the natural and outplanted populations was assessed for 90 random amplified polymorphic DNA loci. Eleven loci were detectably polymorphic in the natural population, whereas only three loci were detectably polymorphic in the outplanted population. Thus, the population bottleneck has been accompanied by a 73% reduction in the level of detectable polymorphism. In addition, for eight loci, the population bottleneck has resulted in the loss of the marker allele in the outplanted population. A management strategy involving manual pollen transfer has recently been implemented to incorporate additional founders from the natural population into the outplanting program. As a supplement to the outplanting program, the strategy also includes a program promoting direct seedling establishment following manual pollen transfer. Incorporating additional founders may serve to overcome the legacy of the population bottleneck, especially if founder representation can be equalized. La Espada Plateada de Mauna Kea (Argyroxiphium sandwicense ssp. sandwicense) esta en peligro de extincion debido a una severa declinacion de su distribucion y abundancia en tiempos historicos causada por la depredacion de ungulados introducidos. A fines de la decada de 1970 solo persistia una pequena poblacion natural en el volcan Mauna Kea en la Isla de Hawaii. Tambien en esa decada el Departamento de Tierras y Recursos Naturales de Hawaii, por medio de la Division de Bosques y Vida Silvestre, inicio un programa de siembra para promover la recuperacion de Argyroxiphium sandwicense ssp. sandwicense. La siembra intermitente desde 1973 ha generado una poblacion de mas de 450 plantas en Mauna Kea. Sin embargo el programa de siembra, aunque sin intencion, ha resultado en un gran cuello de botella poblacional. Todas las plantas en la poblacion sembrada parecen ser la primera o subsecuentes generaciones de descendientes de solo dos fundadores maternos de la poblacion natural. Se determino la variacion genetica para 90 loci de ADN polimorficos amplificados en la poblacion natural y la sembrada. Once loci fueron marcadamente polimorficos en la poblacion natural, mientras que solo tres lo fueron en la poblacion sembrada. Por tanto, el cuello de botella poblacional esta acompanado por una reduccion del 73% en el nivel de polimorfismo detectable. Adicionalmente, el cuello de botella poblacional ha resultado en la perdida del alelo marcador para ocho loci en la poblacion sembrada. Recientemente se ha instrumentado una estrategia de manejo que involucra la transferencia manual de polen para incorporar fundadores adicionales de la poblacion natural al programa de siembra. Como un suplemento del programa de siembra, la estrategia tambien incluye un programa que promueve el establecimiento directo de plantulas despues de la transferencia manual de polen. La incorporacion de fundadores adicionales puede servir para superar el legado del cuello de botella, especialmente si la representacion de fundadores se equilibra.