Genomic tools for management and conservation of Atlantic cod in a coastal marine protected area

Marine protected areas (MPAs) can serve as effective tools for the management and conservation of exploited marine species. The Gilbert Bay MPA in coastal Labrador was created to protect a genetically distinct population of Atlantic cod (Gadus morhua); however, decreases in abundance continue to occur potentially due to exploitation outside the MPA. We developed a single-nucleotide polymorphism (SNP) panel to identify Gilbert Bay cod in areas outside MPA boundaries where mixing with offshore cod occurs. In total, 361 individuals from Gilbert Bay, surrounding areas, and offshore were genotyped for 10 913 SNPs. Using [F.sub.ST] rankings and guided regularized random forest, we selected 23 SNPs that together generate 100% accuracy in individual assignment and accurately estimate the proportion of Gilbert Bay cod in fishery samples from sites outside MPA boundaries: on average, fishery samples included 17.3% Gilbert Bay cod. Estimates of effective population size for the Gilbert Bay population ranged from 655 to 1114. Our findings demonstrate the power of using genomic approaches for management of an exploited marine species and enhancing the design of MPAs. Les aires marines protegees (AMP) peuvent etre des outils efficaces pour la gestion et la conservation des especes marines exploitees. L'AMP de Gilbert Bay, le long des cotes du Labrador, a ete creee pour proteger une population genetiquement distincte de morues de l'Atlantique (Gadus morhua); cependant, des baisses d'abondance ont toujours lieu, possiblement en raison de l'exploitation en dehors de l'AMP. Nous avons developpe une puce pour la detection de polymorphismes mononucleotidiques (puce SNP) pour identifier les morues de Gilbert Bay dans des zones situees a l'exterieur des limites de l'AMP, ou ces morues se melangent a des morues d'origine extracotiere. Au total, 361 individus de Gilbert Bay, de zones environnantes et d'origine extracotiere ont ete genotypes pour 10 913 SNP. En utilisant les indices de differentiation ([F.sub.ST]) et une approche de forets aleatoires regularisee guidee, nous avons selectionne 23 SNP qui, collectivement, produisent des affectations individuelles a 100% exactes et estiment avec exactitude la proportion de morues de Gilbert Bay dans les echantillons de poissons provenant de sites a l'exterieur de l'AMP; en moyenne, les morues de Gilbert Bay constituaient 17,3% des echantillons. Les estimations de la taille effective de la population de Gilbert Bay allaient de 655 a 1 114 morues. Nos resultats demontrent la puissance des approches genomiques pour la gestion d'une espece marine exploitee et Amelioration de la conception d'AMP. [Traduit par la Redaction]
Introduction Marine protected areas (MPAs) and marine reserves represent valuable tools for conservation and resource management (Gaines et al. 2010) and can play an important role in protecting marine species [...]