Verifying the geographic origin of mahogany (Swietenia macrophylla King) with DNA-fingerprints

Abstract

Illegal logging is one of the main causes of ongoing worldwide deforestation and needs to be eradicated. The trade in illegal timber and wood products creates market disadvantages for products from sustainable forestry. Although various measures have been established to counter illegal logging and the subsequent trade, there is a lack of practical mechanisms for identifying the origin of timber and wood products. In this study, six nuclear microsatellites were used to generate DNA fingerprints for a genetic reference database characterising the populations of origin of a large set of mahogany (Swietenia macrophylla King, Meliaceae) samples. For the database, leaves and/or cambium from 1971 mahogany trees sampled in 31 stands from Mexico to Bolivia were genotyped. A total of 145 different alleles were found, showing strong genetic differentiation (dGregorious = 0.52, FST = 0.18, GST(Hedrick) = 0.65) and clear correlation between genetic and spatial distances among stands (r = 0.82, P < 0.05). We used the genetic reference database and Bayesian assignment testing to determine the geographic origins of two sets of mahogany wood samples, based on their multilocus genotypes. In both cases the wood samples were assigned to the correct country of origin. We discuss the overall applicability of this methodology to tropical timber trading.

La tala ilegal es una de las principales causas de la deforestación mundial y debe erradicarse. El comercio de madera y productos madereros ilegales genera desventajas en el mercado para los productos derivados de la silvicultura sostenible. Si bien se han establecido diversas medidas para combatir la tala ilegal y su posterior comercio, faltan mecanismos prácticos para identificar el origen de la madera y los productos madereros. En este estudio, se utilizaron seis microsatélites nucleares para generar huellas genéticas para una base de datos de referencia genética que caracteriza las poblaciones de origen de un amplio conjunto de muestras de caoba (Swietenia macrophylla King, Meliaceae). Para la base de datos, se genotiparon las hojas y/o el cambium de 1971 árboles de caoba muestreados en 31 rodales desde México hasta Bolivia. Se encontraron 145 alelos diferentes, que muestran una fuerte diferenciación genética (dGregorious = 0,52, FST = 0,18, GST(Hedrick) = 0,65) y una clara correlación entre las distancias genéticas y espaciales entre rodales (r = 0,82, P < 0,05). Utilizamos la base de datos de referencia genética y pruebas de asignación bayesiana para determinar el origen geográfico de dos conjuntos de muestras de madera de caoba, con base en sus genotipos multilocus. En ambos casos, las muestras de madera se asignaron al país de origen correcto. Analizamos la aplicabilidad general de esta metodología al comercio de maderas tropicales.