An An accurate molecular method to sex elephants using PCR amplification of Amelogenin gene

The use of molecular methods to identify the sex of elephants from non-invasive samples is essential for studies of population dynamics and population genetics. We designed a new technique for sex identification in elephants using Amelogenin (AMEL) genes. The X-Y homologs of AMEL genes are suitable for sex determination in pigs and some bovids. In this study on savannah elephants, the use of AMEL genes was more successful than previous methods that relied on genes found exclusively on Y-chromosomes, such as SRY, to distinguish males from females. We designed a common forward primer and two reverse primers for X- and Y-specific AMEL genes to obtain 262bp and 196bp PCR amplicons from Y and X genes, respectively. We tested the primers for the identification of the sex of 132 savannah elephants from fecal samples. The sex of 126 individuals (95.45%) matched observational data, while 6 (4.54%) did not match. This discrepancy observed was due to observational errors in the field, where high grass reduces the ability to accurately sex young individuals. Through our stool samples results, we have shown that the use of only three primers for AMELX/Y provides a highly accurate PCR-based method for sex identification in savannah elephants. The method is fast and shows more success than the SRY system by avoiding the inherent ambiguities of the previous PCR-based methods that made it difficult to distinguish between female samples and failed amplification reactions. Our sex identification method is non-invasive and can potentially be applied in population genetic studies and forensics tests on both savannah as well as forest elephants. Resume L'utilisation de methodes moleculaires pour identifier le sexe des elephants a partir d'echantillons non invasifs est essentielle pour les etudes de la dynamique et de la genetique des populations. Nous avons concu une nouvelle technique d'identification du sexe chez les elephants de savane a l'aide des genes Amelogenine (AMEL). Les homologues X-Y des genes AMEL sont connus pour etre adaptes a la determination du sexe chez les porcs et certains bovides. Dans cette etude sur les elephants de savane, l'utilisation des genes AMEL a ete plus efficace que les methodes precedentes qui reposaient sur des genes trouves exclusivement sur les chromosomes Y, tels que SRY, pour distinguer les mâles des femelles. Nous avons concu une amorce sens commune et deux amorces antisens pour les genes AMEL specifiques de X et Y pour obtenir des amplicons PCR de 262 pb et 196 pb a partir des genes X et Y, respectivement. Nous avons teste les amorces pour l'identification du sexe de 132 elephants de savane a partir d'echantillons de matiere fecale. Le sexe de 126 individus (95,45%) correspondait aux donnees d'observation, tandis que 6 (4,54%) ne correspondaient pas. Cet ecart observe etait probablement du a des erreurs d'observation sur le terrain, ou les hautes herbes reduisent la capacite de determiner le sexe des jeunes individus avec precision. Grâce aux resultats de nos echantillons de matiere fecale, nous avons montre que l'utilisation de seulement trois amorces pour AMELX/Y fournit une methode tres precise basee sur la PCR pour l'identification du sexe chez les elephants de savane. La methode est rapide et montre plus de succes que le systeme SRY en evitant les ambiguites inherentes aux precedentes methodes basees sur la PCR qui rendaient difficile la distinction entre les echantillons femelles et les reactions d'amplification echouees. Notre methode d'identification du sexe est non invasive et peut potentiellement etre appliquee dans les etudes de genetique des populations et les tests medico-legaux sur les elephants de savane et de foret.